柔性直流系統(tǒng)閥基控制設(shè)備與子模塊通信接口規(guī)范目??次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ) 2縮略語(yǔ) 2接口要求 2概述 2接口方式 3接口信號(hào) 3從閥基控制設(shè)備至子模塊的控制信號(hào) 3從子模塊至閥基控制設(shè)備的狀態(tài)信號(hào) 3從子模塊至閥基控制設(shè)備的電容電壓信號(hào) 4附錄A（規(guī)范性附錄）閥基控制設(shè)備與子模塊通訊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求 5下行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息 5上行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息 6IPAGEPAGE1PAGEPAGE2柔性直流系統(tǒng)閥基控制設(shè)備與子模塊通信接口規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了柔性直流輸電系統(tǒng)換流閥閥基控制設(shè)備與換流閥子模塊中控板之間的接口信號(hào)及相互之間的邏輯關(guān)系。規(guī)范性引用文件GB/T20840.8-2007互感器第8部分：電子式電流互感器GB/T2900.32 電工術(shù)語(yǔ)電力半導(dǎo)體器件GB/T29332-2012半導(dǎo)體器件分立器件第9部分絕緣柵雙極晶體管（IGBT）GB/T30553-2014基于電壓源換流器的高壓直流輸電GB/T34118-2017高壓直流系統(tǒng)用電壓源換流器術(shù)語(yǔ)GB/T36956-2018柔性直流輸電用電壓源換流器閥基控制設(shè)備試驗(yàn)DL/T1193-2012 柔性輸電術(shù)語(yǔ)IEC62747-2014基于電壓源換流器的高壓直流系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)（Terminologyforvoltage-sourcedconverters(VSC)forhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)systems）術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1子模塊submodule模塊化多電平換流器標(biāo)準(zhǔn)組件，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)單元僅由一個(gè)IGBT-二極管對(duì)組成。[GB/T34118-2017，定義7.13]3.2子模塊中控板submodulecontrolboard3.3子模塊IGBT驅(qū)動(dòng)板submoduleIGBTdriveboard用于實(shí)現(xiàn)換流閥子模塊IGBT控制、監(jiān)視、保護(hù)功能，在換流閥基控制設(shè)備制系統(tǒng)中屬于最底層可控功率器件的控制單元。3.4子模塊取能電源板submodulepowersupplyboard從子模塊直流電容器獲取能量，向控制板卡供電的電源轉(zhuǎn)換板卡。3.5IGBT退飽和IGBTdesaturationIGBT發(fā)生橋臂直通短路或外部負(fù)載短路后，集電極電流快速上升到額定值的數(shù)倍后不再增加，隨后集電極-發(fā)射極電壓快速上升到子模塊電容電壓，IGBT工作區(qū)域由飽和區(qū)進(jìn)入線性區(qū)。3.6閥基控制設(shè)備valvebasecontrolunit；VBC注：改寫(xiě)GB/T34118-2017，定義12.9。3.7模塊化多電平換流器modularmulti-levelconverter；MMC每個(gè)電壓源換流器閥由若干模塊化多電平換流器標(biāo)準(zhǔn)組件串聯(lián)組成的多電平換流器。[GB/T34118-2017,定義6.4]3.8換流器控制保護(hù)convertercontrolandprotection3.9硬件過(guò)電壓保護(hù)hardwareovervoltageprotection用于子模塊功率單元發(fā)生過(guò)壓故障，且軟件過(guò)壓保護(hù)未響應(yīng)時(shí)的一種后備保護(hù)功能。符號(hào)、代號(hào)和縮略語(yǔ)縮略語(yǔ)IGBT：絕緣柵雙極晶體管（Insulated-GateBipolarTransistor）BOD：擊穿二極管（BreakOverDiode）接口要求概述閥基控制設(shè)備與子模塊之間的通信通過(guò)閥基控制設(shè)備下發(fā)控制信號(hào)以及接收子模塊上傳的狀態(tài)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)閥基控制設(shè)備對(duì)子模塊的控制、保護(hù)及監(jiān)視功能。接口方式閥基控制設(shè)備與子模塊通信接口方式要求：閥基控制設(shè)備與每個(gè)子模塊之間通過(guò)一收一發(fā)兩根光纖通信。62.5/125μm多模玻璃光纖。閥基控制設(shè)備與子模塊之間的通信規(guī)約宜采用標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際通用協(xié)議，數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)接口宜采用GB/T20840.8-2007定義的通信協(xié)議或根據(jù)實(shí)際情況自行定義。10Mbps。閥基控制設(shè)備應(yīng)在每個(gè)控制周期的同一時(shí)刻向所有子模塊發(fā)送控制指令。子模塊應(yīng)在每個(gè)控制周期向閥基控制設(shè)備發(fā)送電容電壓和狀態(tài)信息。接口信號(hào)閥基控制設(shè)備與子模塊間的接口信號(hào)見(jiàn)圖1，通信協(xié)議中各標(biāo)志位定義方式宜參考附錄A。子模塊閥基控制設(shè)備電容電壓、狀態(tài)子模塊閥基控制設(shè)備 令 圖1 閥基控制設(shè)備與子模塊的接口信號(hào)從閥基控制設(shè)備至子模塊的控制信號(hào)從閥基控制設(shè)備至子模塊中控板的控制信號(hào)包括如下內(nèi)容:觸發(fā)信號(hào)：IGBTIGBT導(dǎo)通、關(guān)斷的命令信號(hào)；晶閘管觸發(fā)信號(hào)，閥基控制設(shè)備應(yīng)下發(fā)至中控板使晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷的命令信號(hào)；換流器狀態(tài)信號(hào)：運(yùn)行狀態(tài)，閥基控制設(shè)備下發(fā)至中控板執(zhí)行，投入全部保護(hù)。復(fù)位信號(hào)：閥基控制設(shè)備應(yīng)下發(fā)至中控板故障信息復(fù)位命令信號(hào)。故障信號(hào)：上行通信校驗(yàn)故障，閥基控制設(shè)備應(yīng)下發(fā)至中控板上行通訊校驗(yàn)故障信號(hào)；上行通信中斷故障，閥基控制設(shè)備應(yīng)下發(fā)至中控板上行通訊中斷故障信號(hào)。注：若未涉及晶閘管觸發(fā)信號(hào)等，則相應(yīng)位置0。從子模塊至閥基控制設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)從子模塊中控板至閥基控制設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)包括如下內(nèi)容：IGBT及旁路開(kāi)關(guān)狀態(tài)：IGBTIGBT導(dǎo)通、關(guān)斷的狀態(tài)信號(hào)；旁路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備旁路開(kāi)關(guān)分閘、合閘的狀態(tài)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)故障：IGBT退飽和保護(hù)動(dòng)作,IGBT退飽和故障的狀態(tài)信號(hào)；IGBT過(guò)流保護(hù)動(dòng)作,IGBT過(guò)流保護(hù)故障的狀態(tài)信號(hào)；IGBTIGBT驅(qū)動(dòng)板電源原邊欠壓故障保護(hù)狀態(tài)信號(hào)；IGBTIGBT門(mén)級(jí)欠壓故障保護(hù)狀態(tài)信號(hào)；IGBTIGBT有源鉗位動(dòng)作信號(hào)。子模塊電壓保護(hù)：子模塊欠壓保護(hù)動(dòng)作，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備子模塊欠壓故障的狀態(tài)信號(hào)；（軟件判斷故障的狀態(tài)信號(hào)；（硬件判斷故障的狀態(tài)信號(hào)。電源故障：中控板電源過(guò)壓，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備中控板電源過(guò)壓故障狀態(tài)信號(hào)；中控板電源欠壓，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備中控板電源欠壓故障狀態(tài)信號(hào)；取能電源板故障，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備取能電源板故障狀態(tài)信號(hào)。旁路開(kāi)關(guān)故障狀態(tài)：旁路拒動(dòng)，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備旁路開(kāi)關(guān)拒動(dòng)狀態(tài)信號(hào)；旁路誤動(dòng)，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備旁路開(kāi)關(guān)誤動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。通訊故障：下行通訊校驗(yàn)故障，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備下行通訊校驗(yàn)狀態(tài)信號(hào)；下行通訊中斷故障，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備下行通訊中斷狀態(tài)信號(hào)。注：若未涉及IGBT有源鉗位動(dòng)作監(jiān)視等信號(hào)，則相應(yīng)位置0。從子模塊至閥基控制設(shè)備的電容電壓信號(hào)子模塊電容電壓，中控板應(yīng)上傳給閥基控制設(shè)備的子模塊電容電壓采樣值。附錄A（規(guī)范性附錄）閥基控制設(shè)備與子模塊通訊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求下行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息表A.1下行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息分類(lèi)位注釋說(shuō)明子模塊驅(qū)動(dòng)命令Bit0IGBT1_DRVIGBT1觸發(fā)信號(hào)Bit1IGBT2_DRVIGBT2觸發(fā)信號(hào)Bit2IGBT3_DRVIGBT3觸發(fā)信號(hào)Bit3IGBT4_DRVIGBT4觸發(fā)信號(hào)Bit4SCR_DRV晶閘管觸發(fā)信號(hào)注Bit5DLC_DRV旁路開(kāi)關(guān)觸發(fā)信號(hào)注Bit6DEBOLCKDeblock解鎖信號(hào)注Bit70備用子模塊輔助狀態(tài)Bit0START_UP啟動(dòng)狀態(tài)注Bit1CHARGE_ON充電狀態(tài)注Bit2RUN運(yùn)行狀態(tài)注Bit3RESET_ORDER故障信息復(fù)位注Bit4UPLINK_ERR1上行通訊校驗(yàn)故障注Bit5UPLINK_ERR1上行通訊中斷故障注Bit60備用Bit70備用校驗(yàn)碼Bit0-Bit7CRC校驗(yàn)碼表A.1 （續(xù)）分類(lèi)位注釋說(shuō)明備用Bit0-Bit70備用中控板版本Bit0-Bit15VERSION中控板版本號(hào)注注：如協(xié)議中無(wú)此位，則置0。上行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息表A.2上行通訊標(biāo)準(zhǔn)化信息分類(lèi)位注釋說(shuō)明電壓采樣Bit7–Bit0Ad_data(7downto0)子模塊電容電壓低8位采樣值Bit15–Bit8Ad_data(15downto8)電壓采樣高8位采樣值子模塊狀態(tài)字1Bit00備用Bit10備用Bit2PWR_ERR取能電源故障Bit315V_OVER中控板電源過(guò)壓或故障注Bit415V_LOW中控板電源欠壓或故障注Bit53.3_LOW3.3V欠壓注Bit6VER_ERR版本校驗(yàn)故障注Bit7IGBT_HOTIGBT開(kāi)關(guān)頻繁注Bit8LOW_VOL子模塊欠壓保護(hù)動(dòng)作Bit9OVER_VOL子模塊過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作Bit10BOD子模塊過(guò)壓硬件保護(hù)動(dòng)作注Bit11ADC_ERR采樣校驗(yàn)故障注Bit12CAP_ERR電容故障注表A.2 （續(xù)）分類(lèi)位注釋說(shuō)明子模塊狀態(tài)字1Bit13SCR_ERR晶閘管驅(qū)動(dòng)故障注Bit14DLC_ERR1開(kāi)關(guān)拒合故障Bit15DLC_ERR2開(kāi)關(guān)誤合故障子模塊狀態(tài)字2Bit0DLC_ON旁路開(kāi)關(guān)狀態(tài)Bit1DNLINK_ERR1下行通信校驗(yàn)故障Bit2DNLINK_ERR2下行通信中斷故障Bit30備用Bit40備用Bit50備用Bit60備用Bit70備用Bit8IGBT1_FAULT1IGBT1電源故障Bit9IGBT1_FAULT2IGBT1退飽和故障Bit10IGBT2_FAULT1IGBT2電源故障Bit11IGBT2_FAULT2IGBT2退飽和故障Bit12IGBT3_FAULT1IGBT3電源故障Bit13IGBT3_FAULT2IGBT3退飽和故障Bit14IGBT4_FAULT1IGBT4電源故障Bit15IGBT4_FAULT2IGBT4退飽和故障子模塊狀態(tài)字3Bit0IGBT1_FAULT3IGBT1過(guò)流故障注Bit1IGBT1_FAULT4IGBT1電流變化率故障注Bit2IGBT2_FAULT3IGBT2過(guò)流故障注Bit3IGBT2_FAULT4IGBT2電流變化率故障注Bit4IGBT3_FAULT3IGBT3過(guò)流故障注表A.2 （續(xù)）分類(lèi)位注釋說(shuō)明子模塊狀態(tài)字3Bit5IGBT3_FAULT4IGBT3電流變化率故障注Bit6IGBT4_FAULT3IGBT4過(guò)流故障注Bit7IGBT4_FAULT4IGBT4電流變化率故障注Bit8IGBT1_FAULT5IGBT1有源鉗位動(dòng)作注Bit9IGBT2_FAULT5IGBT2有源鉗位動(dòng)作注Bit10IGBT3_FAULT5IGBT3有源鉗位動(dòng)作注Bit11IGBT4_FAULT5IGBT4有源鉗位動(dòng)作注Bit12IGBT1_FAULT6IGBT1門(mén)極欠壓故障注Bit13IGBT2_FAULT6IGBT2門(mén)極欠壓故障注Bit14IGBT3_FAULT6IGBT3門(mén)極欠壓故障注Bit15IGBT4_FAULT6IGBT4門(mén)極欠壓故障注子