[发明专利]适用于模块化多电平换流器控制系统的通信架构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及换流器控制系统的通信领域，尤其涉及模块化多电平换流器控制系统的通信架构及通信方法。

背景技术

高压柔性直流输电系统尤其适用于长距离输电、风电并网、海底输电等应用场合，相比交流输电和传统的直流输电，有其独特的优势。基于模块化多电平换流器的高压柔性直流输电系统中，换流阀由很多个子模块级联构成，一个桥臂级联的子模块数量就可达数百，三相六个桥臂的子模块数量可达数千，电压等级越高，子模块数量越多。每一个子模块都有一个换流器控制子模块单元（SMC）进行控制和监测，因此对阀基控制设备（VBC）阀控装置和众多的SMC之间的通讯有很高的要求，建立最优的通信架构，有助于减少系统的复杂度、提高系统运行的可靠性。

目前的通信架构应用形式主要是VBC的一个光收发模块与一个SMC模块点对点通信，不利于更大容量的柔直系统的实现，必须通过增加VBC光收发模块数量的方式来解决，增加VBC的设计难度和光纤成本等。

发明内容

本发明的目的是：提供适用于模块化多电平换流器控制系统的通信架构和通信方法，通过最优的通信架构实现VBC阀控装置和众多SMC之间的大容量通信。

本发明提供下述解决方案：

适用于模块化多电平换流器控制系统的通信架构，该架构包括阀基控制设备VBC的光纤通信板卡及其光收发模块、换流器控制子模块单元SMC及其光收发模块、光纤通道；其中，一台所述VBC配置至少一个光纤通信板卡，一个光纤通信板卡配置至少一个光收发模块；所述光纤通道，用于实现所述VBC和所述SMC之间的信息传输，和/或SMC之间的信息传输。

进一步地，一台所述VBC配置的光纤通信板卡的最大数量固定，一块所述光纤通信板卡配置的光收发模块的最大数量固定。

进一步地，所述光纤通道中传输一个或多个SMC的控制命令和/或反馈信息。

进一步地，所述SMC的光收发模块通过光纤通道与所述光纤通信板卡的光收发模块连接，和/或与其它SMC的光收发模块连接。

优选地，所述VBC的光纤通信板卡的一个光收发模块和多个SMC构成环形结构，具体指：所述VBC的光纤通信板卡配置一个光收发模块，所述光收发模块通过光纤通道连接第一个SMC以及最后一个SMC，多个SMC之间通过光纤通道相互连接。

优选地，所述VBC的光纤通信板卡配置一个一发多收的光收发模块，所述一发多收的光收发模块通过一个下发光纤通道和多个接收光纤通道与多个SMC对应，其中所有SMC共享同一个下发光纤通道，每个SMC分别对应一个接收光纤通道；或者，所述VBC的光纤通信板卡配置多个光收发模块，所述光收发模块与多个SMC一一对应，通过光纤通道连接；

本发明还提供一种使用权利要求5所述的通信架构的通信方法，所述VBC通过所述光收发模块，将所述光纤通信板卡对应的多个SMC的控制命令作为第一数据包下发给第一个SMC，第一个SMC从所述第一数据包中解析出自己的控制命令并执，并且将所述第一数据包中的全部或部分控制命令作为第二数据包转发给下一个SMC；每一个SMC均接收上一个SMC转发的数据包，按照第一个SMC的方式执行并转发，直到最后一个SMC执行完毕；

第一个SMC将反馈信息转发给下一个SMC；中间每一个SMC将自身的反馈信息与接收到的上一个SMC的反馈信息合并后，转发给下一个SMC；最后一个SMC将所有反馈信息汇总后回传给VBC的光收发模块。

本发明还提供一种使用权利要求6所述的通信架构的通信方法，VBC将多个SMC的控制命令作为一个数据包，通过所述光纤通信板卡的光纤通道分别或同时下发给多个SMC；或者，VBC将多个SMC的控制命令分别制作对应的数据包，通过所述光纤通信板卡的光纤通道分别或同时下发给对应的SMC；

每个SMC接收到控制命令后解析出自己的控制命令并执行；每个SMC的反馈信息通过各自对应的光纤通道返回给VBC。

本发明的有益效果：本发明提供了具有实用性的高压大容量柔直系统通信架构和通信方法，可以简化系统中VBC阀控装置和SMC的软硬件设计难度，在保证系统性能的前提下，降低了设计和施工成本，为高压柔性直流输电系统提供了切实可行的解决方案。

附图说明

图1为本发明实施例的通信架构一的原理框图；

图2为本发明实施例的通信架构二的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。