一种柔性直流控制系统的在线链路延时测试方法及装置与流程

本发明属于柔性直流输配电领域，具体涉及一种柔性直流控制系统的链路延时测试方法及装置。

背景技术：

1、基于模块化多电平换流器拓扑结构的柔性直流输电系统在大规模新能源接入、交流系统分区互联、孤岛供电以及城市配电网等领域已得到广泛应用。随着柔性直流输电在电网中的应用越来越多，且电压等级和容量越来越大，系统稳定性问题成为亟需解决的重点问题。国内外已报道多次柔性直流输电系统的功率振荡事件。经研究表明，长控制链路延时会使得柔性直流系统高频阻抗呈负阻尼特性，易与交流输电线路分布参数相互作用造成高频振荡现象。因此，缩短控制链路延时是抑制高频振荡现象的重要手段之一。此外，缩短控制链路延时还可以提升系统的动态响应和故障穿越性能。控制链路延时已成为柔性直流输电工程的重要参数指标。

2、控制系统链路延时测量已成为柔性直流工程实施的重要测试项目。柔性直流控制系统由多种极控装置或板卡组合而成，一般至少包含测量、换流器控制、换流阀接口和换流阀子模块控制等装置，其中换流阀子模块控制在换流阀子模块内集成。柔直工程在联调试验期间，会采用离线的方式对工程装置开展控制链路延时测试，通过在测量设备的输入加量、部分装置下载专用的测试程序和接入测试用子模块控制板卡的方式来开展；在装置间增加一些测试点并转换成可测量量，比较测试点间的数据时延来进行分设备的链路延时测量，比较测量装置的输入电气量和换流阀子模块控制的驱动电平的时延来进行全链路的延时测量。该测试方法只适用于仿真平台，当控保设备运至现场后则无法再开展相关测试项目。因此需要研究柔性直流控制系统的在线链路延时测试方法，在不影响运行设备的基础上能够重复开展链路延时测试项目，简化联调试验期间的测试操作，并为各设备厂商持续优化链路延时提供重要参考依据。

技术实现思路

1、本发明的目的，在于提供一种柔性直流控制系统的在线链路延时测试方法及装置，在不影响设备正常运行的基础上可开展实时链路延时测试。

2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

3、一种柔性直流控制系统的在线链路延时测试方法，所述柔性直流控制系统至少包含顺序连接的测量装置、极控装置、阀接口装置和阀子模块控制板卡；所述测量装置和阀接口装置配置有测试口；所述测试方法包括如下内容：

4、接收测量装置的测试口输出的信号；其中，测量装置的测试口输出的信号包括第一测试量；

5、接收阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号；其中，所述虚拟子模块信号是由极控装置发给阀接口装置的信号中的第二测试量转换生成的，第二测试量是由测量装置发给极控装置的包括第一测试量的信号转换生成的；

6、对测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量进行解析和转换，得到第一测点信号；

7、对阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号进行解析和转换，得到第二测点信号；

8、根据第一测点信号和第二测点信号的相位差时间，计算柔性直流控制系统的在线链路延时。

9、特别地，第一测试量为测量装置生成的周期性对称信号，为正弦波、三角波或梯形波。

10、特别地，第二测试量是极控装置根据从测量装置发过来的信号中提取第一测试量，进行转换得到，所述第二测试量为检测提取数据的过零点生成的同相位周期性方波或脉冲信号。

11、特别地，虚拟子模块控制信号是阀接口装置根据极控装置发过来的信号中的所述第二测试量生成的虚拟子模块指令信号。

12、特别地，对测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量进行解析和转换，得到第一测点信号，包括：根据测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量的正负值，生成方波信号，即为第一测点信号；

13、对阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号进行解析和转换，得到第二测点信号，包括：根据所述虚拟子模块指令信号中的高值和低值，生成方波信号，即为第二测点信号。

14、特别地，根据第一测点信号和第二测点信号的相位差时间，计算柔性直流控制系统的在线链路延时，包括以下步骤：

15、将第一测点信号和第二测点信号的相位差时间，与离线测试得到的测量装置延时和阀子模块控制板卡延时求和，得到柔性直流控制系统的在线链路延时。

16、一种柔性直流控制系统的在线链路延时测试装置，所述柔性直流控制系统至少包含顺序连接的测量装置、极控装置、阀接口装置和阀子模块控制板卡；所述测量装置和阀接口装置配置有测试口；所述测试装置包括：

17、测试信号采集模块，用于接收测量装置的测试口输出的信号，其中，测量装置的测试口输出的信号包括第一测试量；并用于接收阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号，其中，所述虚拟子模块信号是由极控装置发给阀接口装置的信号中的第二测试量转换生成的，第二测试量是由测量装置发给极控装置的包括第一测试量的信号转换生成的；

18、测试信号处理模块，用于对测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量进行解析和转换，得到第一测点信号；以及用于对阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号进行解析和转换，得到第二测点信号；以及，

19、链路延时计算模块，用于根据第一测点信号和第二测点信号的数据计算控制链路延时。

20、特别地，所述测试信号处理模块用于对测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量进行解析和转换，得到第一测点信号，包括：根据测量装置的测试口输出的信号中的第一测试量的正负值，生成方波信号，即为第一测点信号；所述测试信号处理模块用于对阀接口装置的测试口输出的虚拟子模块控制信号进行解析和转换，得到第二测点信号，包括：根据虚拟子模块控制信号中的高值和和低值，生成方波信号，即为第二测点信号；其中，所述虚拟子模块控制信号是阀接口装置根据极控装置发过来的信号中的所述第二测试量生成的虚拟子模块指令信号。

21、特别地，还包括测试波形输出模块，用于将所述第一测点信号和第二测点信号转换为电平信号，输出至外接示波器供观测。

22、特别地，链路延时计算模块用于根据第一测点信号和第二测点信号的数据计算控制链路延时，包括：链路延时计算模块将第一测点信号和第二测点信号的相位差时间，与离线测试得到的测量装置延时和阀子模块控制板卡延时求和，得到柔性直流控制系统的在线链路延时。

23、采用上述方案后，本发明设置有专用测试口，第一测试量可由测量装置自产，整个信号传输环节均复用实际控制链路，因此链路延时测试可不受系统运行方式约束。本发明可用于在柔性直流输电系统处于任意工况下开展控制链路延时测试。在测量装置输出信号的备用数据位配置第一测试量，不会对测量值产生影响；第一测试量由测量装置自产，延时测试可以不受测量值约束；极控装置从收到的测量信号中提取出第一测试量，检测其过零点并转成同相位的第二测试量，在极控装置输出信号的备用数据位配置第二测试量，不会对控制数据产生影响；阀接口装置从收到的控制信号中提取出第二测试量，将第二测试量转换成虚拟子模块的导通/关断信号并通过测试口输出。整个过程均复用控制链路的传输通道和模拟真实子模块的控制信号，因此测量装置和阀接口装置测试口输出的两个信号的时延即为从极控装置输入至阀子模块控制板输入的延时，再与系统联调阶段测出的测量装置延时和阀子模块控制板延时取和，即为实时的控制系统全链路延时。极控装置也可选择从收到的测量信号中提取实时测量值用于生成第二测试量，可开展包含测量装置的延时测试；将测试用的阀子模块控制板接入阀接口装置的测试口，可开展阀子模块控制板的延时测试。

24、采用本发明后既可在系统联调阶段取代原有的离线测试方案，亦可在工程现场开展对控制系统的在线链路延时复核，实现简单，不影响柔直系统运行。