[发明专利]一种MMC子模块故障保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于高压直流输电技术领域，具体涉及一种MMC子模块故障保护方法及装置。

背景技术

在柔性直流输电工程运行的过程中，模块化多电平换流器的子模块故障的检测及处理过程大多如下：当检测到子模块发生故障时，将此故障信息上传阀控系统，阀控系统接收到故障信息后，下发处理命令给对应的子模块，即下发闭锁IGBT及旁路开关闭合指令，子模块闭锁并闭合旁路开关，从而实现故障的子模块从系统中切除。但是，若阀控系统出现故障，或者阀控系统与子模块之间的通讯光纤受到损坏，将无法实现下发处理指令给对应故障的子模块，可能导致子模块大面积损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种MMC子模块故障保护方法及装置，用以解决阀控系统出现故障或者阀控系统与子模块之间的通讯光纤受到损坏时，阀控系统将无法实现下发处理指令给对应故障的子模块的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种MMC子模块故障保护方法，子模块检测是否出现故障，若故障，则子模块闭锁，并闭合旁路开关。

进一步的，还包括在开始充电时，子模块检测是否出现过压故障的步骤。

进一步的，还包括在系统正常运行情况下，子模块检测是否出现任一功能故障的步骤，所述功能故障包括过压故障、欠压故障、驱动故障、电源故障、通讯故障、旁路开关误动故障和开路开关拒动故障。

进一步的，还包括在系统进入停机阶段时，子模块检测是否出现过压故障的步骤。

本发明还提供一种MMC子模块故障保护装置，包括用于子模块检测是否出现故障，若故障，则子模块闭锁，并闭合旁路开关的模块。

进一步的，还包括用于在开始充电时，子模块检测是否出现过压故障的模块。

进一步的，还包括用于在系统正常运行情况下，子模块检测是否出现任一功能故障的模块，所述功能故障包括过压故障、欠压故障、驱动故障、电源故障、通讯故障、旁路开关误动故障和开路开关拒动故障。

进一步的，还包括用于在系统进入停机阶段时，子模块检测是否出现过压故障的模块。

本发明的有益效果：

对于MMC中的子模块，在整个系统运行的过程中，当检测到出现任一故障时，闭锁子模块中的开关器件，闭合旁路开关，从而使得子模块在故障时，无需阀控系统下发保护指令，通过自身来保护对应的子模块，避免了因阀控系统故障、或者阀控系统与子模块之间的通讯光纤受到损坏而导致子模块严重损坏的情况出现。本发明，安全可靠、操作简单，而且不会对阀控系统及其余模块造成影响。

附图说明

图1是MMC子模块原理示意图；

图2是故障检测及保护逻辑流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，为半桥子模块，包括直流支撑电容、上管IGBT和下管IGBT，在端口处并联有旁路晶闸管IGBT和高速旁路开关，在子模块直流支撑电容的两端并联有高压电源，高压电源与控制器相连，控制器与第一驱动器和第二驱动器相连。

如图2所示，在系统进入充电阶段，未满足正常运行条件时，子模块上电后检测装置立即开始检测是否存在过压故障，若出现故障，控制器立即闭锁对应子模块中的开关器件，并且闭合对应的高速旁路开关；否则系统可正常进行充电。

在系统正常运行时，子模块检测所有功能故障情况，例如：过压故障、欠压故障、驱动故障、电源故障、阀控系统与子模块的通讯故障、旁路开关误动故障、旁路开关拒动故障等等，若出现故障，控制器立即闭锁对应子模块中的开关器件，并且闭合对应的高速旁路开关；否则系统可正常运行。

在系统进入停机阶段时，子模块检测对应子模块是否出现过压故障，若出现故障，控制器立即闭锁对应子模块中的开关器件，并且闭合对应的高速旁路开关。

本发明在系统的各个阶段对子模块进行检测，例如，在充电过程中即开始检测子模块，有效避免了系统未正常运行过程中子模块电压过高而损坏子模块的情况出现；在系统正常运行情况下，仍旧对子模块故障进行全面检测，可检测所有元件异常情况；而且，在系统停机状态下，仍旧检测子模块是否出现过压故障，避免了由于子模块电压分布不均导致个别电压过高可能导致的子模块损坏的情况出现。