[发明专利]一种直流换流器控制保护与换流阀控制单元的接口的方法

说明书

技术领域

本发明属于直流输电领域，特别涉及一种直流换流器控制保护与换流阀控制单元的接口实现方法。

背景技术

在常规直流输电系统中，直流换流器控制保护需通过换流阀控制单元来驱动晶闸管元件构成的换流器，直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间传输的信号正确性和可靠性，对于直流输电系统运行至关重要。直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间，需要实时传输12路控制脉冲、12路触发脉冲反馈信号、主/备命令、解锁/闭锁命令等几十个信号（如图2所示）。在目前工程应用中，这些信号是通过几十根电缆或者光纤来传输。根据工程经验，电缆传输信号极易受到各种形式电磁干扰；光纤传输信号存在长期运行后，光发收器件、光纤通道老化等隐患。几十个的物理连接点任一出现问题，就会导致整个系统退出运行。根据可靠性计算公式，系统可靠性是各个环节可靠性的累积，这种方式下整体可靠性显著下降。当前光纤通信技术高速发展，光传输速率已超过10Gbps，在1微秒内可以传输1000多个字节数据。如果将换流器控制保护与换流阀控制单元之间的信号数字编码后通过光纤报文周期传输，传输介质可以从几十根减少为几根光纤，同时光纤可以按冗余设计，那么流器控制保护与换流阀控制单元接口将非常简洁，整体可靠性比目前要大幅提升。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种直流换流器控制保护与换流阀控制单元的接口的方法，可以减少直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间的物理连接介质数量，简化系统设计，提高系统可靠性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种直流换流器控制保护与换流阀控制单元的接口的方法，包括如下步骤：

（1）将直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间需传输的信号进行数字化编码形成报文帧，同时增加校验码；

（2）直流换流器控制保护与阀控制单元之间使用光纤通信；

（3）发送方按固定周期将报文帧发送给对方；

（4）接收方收到报文帧后，在判断报文有效后，解码获得各种信号；

（5）使用两对或者更多对收发光纤，相同方向的光纤传输的相同报文。

上述步骤（1）中，对直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间需传输的信号进行编码，用多个比特位冗余编码来代表信号状态，增强数字信号抗干扰能力。

上述步骤（1）中，校验码使用CRC循环冗余校验码。可以根据需要，选择CRC16、32或者更长的纠错算法，避免传输过程中单一比特位出错导致整个报文不可用，提高传输可靠性。

上述步骤（1）中，报文帧包含固定帧头、帧尾、帧序号、数据内容和校验码。

上述步骤（2）中，使用光纤通信，并定时监视光纤收发器的收光、发光功率，对于光功率低于设定值后，进行光功率告警，提醒运行维护人员检修处理。

上述步骤（3）中，报文发送周期小于等于1微秒。较大的发送周期，将增加控制命令、反馈信号的延时，对于换流阀控制有一定影响。

上述步骤（4）中，接收方收到报文帧后，在判断报文有效后，解码获得各种信号。报文有效性判据包含帧头、帧尾、校验码、数据值的正确性校验。

上述步骤（5）中，换流器控制保护与换流阀控制单元之间，每个方向都使用2根及以上冗余光纤进行报文传输。接收方可以采取但不仅限于“二取一”或“三取二”逻辑，使用正确的报文。“二取一”逻辑要求至少有一个输入有效，并选择有效输入。“三取二”逻辑要求至少有两个输入都有效时，才使用有效输入。总体看，“三取二”比“二取一”逻辑可靠性更高，可以按需要选择。单一光纤故障不会立即造成系统退出运行，“二取一”或“三取二”逻辑将进一步增大系统连续运行时间。

采取本方案后，直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间的物理连接介质数量大幅减少，简化系统设计，同时运用光功率在线监测预警、光纤冗余技术，大幅提高系统可靠性。

附图说明

图1是本发明所提出的高压直流换流器和保护系统与换流阀控制单元的接口示意图；

图2是现有高压直流换流器和保护系统与换流阀控制单元的接口示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种直流换流器控制保护与换流阀控制单元的接口的方法，包括如下步骤：

（1）将直流换流器控制保护与换流阀控制单元之间需传输的信号进行数字化编码形成报文帧，同时增加校验码；