[发明专利]一种子模块地址学习方法及存储介质

说明书

本发明公开一种子模块地址学习方法，适用于多电平换流器控制系统中，由一台阀基控制器与多个子模块组成的环型网络中子模块地址学习。子模块地址与其在环形网络中的位置对应，各子模块通过接收环网内数据帧确定本子模块地址，阀基控制器通过接收到的帧信息确认子模块地址学习的完成情况。环网内有一个子模块退出运行不影响其他正常子模块地址学习的效果。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，特别涉及多电平换流器控制系统中子模块地址学习方法及存储介质。

背景技术

柔性直流输电技术是基于全控器件的新一代直流输电技术，具有有功无功独立调节、无换相失败、运行方式灵活的特点。在新能源并网、直流网络构建、弱系统供电等方面具有突出优势。模块化多电平换流器系统是当前柔性直流输电系统的主要解决方案。其中，阀基控制器(Valve Based Controller，VBC)为主控设备，子模块(Sub-module Controller，SMC)为执行机构。系统电压等级越高，子模块数量越多；同时，为了获取更好的谐波特性并为系统提供足够的冗余度，换流器一般由多个SMC级联构成，单个桥臂级联的SMC数量就可以超过200，三相六个桥臂的SMC数量则更加庞大。VBC需要通过通信网络与所有的子模块进行通信，如采用VBC与SMC点对点的通信方式，VBC的通信端口密度极高，会带来显著的硬件设计风险和散热问题。

VBC与SMC组成环型网络拓扑，可以大大减少VBC的通信端口数量，但由于每个子模块控制器具有相同的硬件与软件配置，而在实际的多电平换流器控制系统中正常运行过程中，阀基控制器需要识别每个子模块并实施独立控制，因此需要为每个子模块分配可区分的地址。

当前VBC与SMC组成环型网络拓扑的情况下，主要采取以下两种方式实现为子模块地址设置：

1、根据子模块在网络中的位置，并将地址写入子模块内部的非易失性存储器中，以人工方式离线的为子模块分配地址。这种方式会导致巨大的工作量，且不能避免人工操作出错的风险。且子模块一般安装在阀塔上，

需要高空作业，有导致人身安全事故的隐患。

2、通过设置拨码开关或跳线的方式为子模块分配地址，这种方法需要将拨码或者跳线从子模块的控制电路部分引出至整个模块的外壳方能实现操作，而子模块工作在电压等级较高的一次侧，电磁环境复杂，这种做法会导致子模块易受外部干扰，具有可靠性风险。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种多电平换流器控制系统通信网络中在线分配子模块地址的方法，在系统中各设备上电后，环网内的子模块自动完成地址学习过程，提高多电平换流器控制系统的自动化程度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一方面，本申请提供了一种子模块地址学习方法，应用于模块化多电平换流器控制系统通信网络中，所述通信网络中设备包括阀基控制器VBC及N个子模块控制器SMC，分别为SMC-1至SMC-N，N为正整数。VBC与SMC各至少包含2对通信端口，VBC与SMC-1至SMC-N依次连接形成两个独立的单向环网；VBC连接环网的两对通信端口中，连接SMC-1的称为小端通信端口，连接SMC-N的称为大端通信端口；从VBC小端通信端口经SMC-1至SMC-N的通讯方向称为第一通讯方向，从VBC大端通信端口经SMC-N至SMC1的通讯方向称为第二通讯方向；所述两个独立的单向环网，一个沿第一通讯方向传递信息称为第一环网，另一个沿第二通讯方向传递信息，称为第二环网。VBC从小端通信端口和大端通信端口分别发送携带不同地址信息的控制命令帧。SMC根据接收到的帧中地址信息确定本子模块地址，并发送本SMC的状态信息帧以及向下游转发接收到的帧。VBC根据所接收的数据帧中的地址信息确认子模块地址学习的完成情况。

进一步地，环网内SMC的数量N预先确定，SMC与VBC在环网中的相对位置即为SMC的地址，其地址范围为从1到N。