【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力設備控制保護，具體涉及一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統及方法。
技術介紹
1、目前市場上大功率直流電源多采用晶閘管整流型，功率較小的采用igbt，電壓等級一般不高，因此其控制保護電路多采用單控制板卡加plc結構，另外再配置一塊觸摸屏用于人機接口。這種方案雖然結構簡單，成本較低，但功能相對簡單，處理能力有限，僅適合作為較為簡單的直流電源控制保護系統，無法用于多電平大功率直流電源的控制保護，多電平大功率直流電源電路結構如圖2所示。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統及方法，以克服現有控制保護電路僅適合作為較為簡單的直流電源控制保護系統、處理能力有限的問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統，包括監控主機控制保護裝置、pmc板、晶閘管驅動板和igbt驅動板，所述監控主機與控制保護裝置之間雙向連通，控制保護裝置與pmc板之間雙向連通，pmc板分別與晶閘管驅動板和igbt驅動板雙向連通；
4、所述監控主機用于接收控制保護裝置的狀態信息并顯示，下達操作指令至控制保護裝置；
5、所述控制保護裝置用于采集多電平大功率直流電源內系統電氣量及狀態量信息，基于系統電氣量及狀態量信息進行控制保護邏輯運算后，下達控制指令給pmc板和一次回路電氣元件，并將測量信息及運行狀態上傳至監控主機；
6、所述pmc板用于
7、所述晶閘管驅動板和igbt驅動板用于根據pmc板指令，控制晶閘管和igbt開關管的導通與關斷。
8、一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，包括以下步驟：
9、控制保護裝置采集多電平大功率直流電源內系統電氣量及狀態量信息進行處理，下達控制指令給pmc板和一次回路電氣元件；
10、pmc板接收控制保護裝置指令并分發至晶閘管驅動板和igbt驅動板執行。
11、進一步的，所述多電平大功率直流電源內系統電氣量包括交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、各功率模塊電容電壓及功率模塊電感電流。
12、進一步的，所述多電平大功率直流電源內系統狀態量包括各隔離刀閘、接地刀閘位置信號，交流斷路器、旁路斷路器位置信號。
13、進一步的，包括啟/停機順序控制，閥組功率變換控制及保護功能。
14、進一步的，所述啟機順序控制包括以下步驟：
15、合直流隔離刀閘；
16、合變壓器進線斷路器；
17、保持晶閘管處于導通狀態，igbt處于閉鎖狀態，對功率模塊電容進行充電；
18、功率模塊充電完成后，合充電電阻旁路開關；
19、充電電阻旁路開關合閘完成后，延時0.5s進行功率模塊自檢；
20、若功率模塊自檢正常，確認1s解鎖運行。
21、進一步的，所述停機順序控制包括以下步驟：
22、降直流功率，使輸出直流電流小于0.03pu；
23、閉鎖晶閘管；
24、當功率模塊電容電壓uc小于0.5pu后，閉鎖igbt；
25、分變壓器進線斷路器；
26、分充電電阻旁路開關；
27、分直流隔離開關。
28、進一步的，所述閥組功率變換控制包括以下步驟：
29、采集功率模塊電容電壓并按照投入及非投入模塊分別排序；
30、根據電容電壓排序結果，輸入投入模塊數n，單次最大允許交換模塊數m，投入狀態保持電壓偏差定值δu，確定各模塊投退狀態；
31、根據各模塊投退狀態，以及各模塊故障狀態，生成各模塊觸發脈沖，下發至pmc板執行。
32、進一步的，所述投入模塊數n通過pi控制器的輸出電壓uref除以模塊平均電壓ucavr得到。
33、進一步的，所述保護功能包括功率模塊過流保護、功率模塊過壓保護和整機過流保護。
34、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：
35、本專利技術提供一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統，通過控制保護裝置與pmc板之間，pmc板與晶閘管驅動板和igbt驅動板之間相互連通，采用分層架構，將多電平大功率直流電源控制保護系統分為3層，解決了大容量、高電壓直流電源裝置對控制保護設備運行實時性、絕緣及電磁兼容問題，提高了系統的運行可靠性，具備大規模推廣應用前景。
36、本專利技術還提供一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，通過控制保護裝置采集多電平大功率直流電源內系統電氣量及狀態量信息并進行處理，對多電平大功率直流電源實現啟/停機順控，閥組功率變換控制及保護功能，下達控制指令給pmc板和一次回路電氣元件；pmc板接收控制保護裝置指令分發至晶閘管驅動板和igbt驅動板執行，對多電平大功率直流電源實現啟/停機順控，閥組功率變換控制及保護功能，大大提高了多電平大功率直流電源直流電流控制靈敏度，能夠適應復雜的非線性無規律負荷，可防止直流輸出電流斷續，且穩流精度高，保證了負荷穩定可靠工作，提高了生產效率。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統，其特征在于，包括監控主機控制保護裝置、PMC板、晶閘管驅動板和IGBT驅動板，所述監控主機與控制保護裝置之間雙向連通，控制保護裝置與PMC板之間雙向連通，PMC板分別與晶閘管驅動板和IGBT驅動板雙向連通；
2.一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述多電平大功率直流電源內系統電氣量包括交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、各功率模塊電容電壓及功率模塊電感電流。
4.根據權利要求2所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述多電平大功率直流電源內系統狀態量包括各隔離刀閘、接地刀閘位置信號，交流斷路器、旁路斷路器位置信號。
5.根據權利要求2所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，包括啟/停機順序控制，閥組功率變換控制及保護功能。
6.根據權利要求5所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述啟
7.根據權利要求5所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述停機順序控制包括以下步驟：
8.根據權利要求5所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述閥組功率變換控制包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述投入模塊數N通過PI控制器的輸出電壓Uref除以模塊平均電壓Ucavr得到。
10.根據權利要求5所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述保護功能包括功率模塊過流保護、功率模塊過壓保護和整機過流保護。
...【技術特征摘要】
1.一種用于多電平大功率直流電源的控制保護系統，其特征在于，包括監控主機控制保護裝置、pmc板、晶閘管驅動板和igbt驅動板，所述監控主機與控制保護裝置之間雙向連通，控制保護裝置與pmc板之間雙向連通，pmc板分別與晶閘管驅動板和igbt驅動板雙向連通；
2.一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述多電平大功率直流電源內系統電氣量包括交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、各功率模塊電容電壓及功率模塊電感電流。
4.根據權利要求2所述的一種用于多電平大功率直流電源的控制保護方法，其特征在于，所述多電平大功率直流電源內系統狀態量包括各隔離刀閘、接地刀閘位置信號，交流斷路器、旁路斷路器位置信號。
5.根據權利要求2所述的一種用于多電平大...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚東曉，李少華，婁彥濤，吳彥維，沈開奎，蔣大海，常立國，王俊，趙青，李瀟，余家霞，趙艷茹，程朝，狄林杰，董亞瓊，
申請(專利權)人：西安西電數字科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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