本发明属于基于igct器件的柔性直流输电，具体涉及一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置及方法。
背景技术：
1、基于模块化多电平换流器(modular multilevelconverter，mmc)的柔性高压直流输电技术是目前世界上解决高电压、大容量和远距离输电的一个重要手段。igct器件因其可靠性高、通流能力强、阻断电压高、导通损耗低和失效短路后长期通流的优点，在柔性高压直流输电领域具有广阔的应用前景，基于igct器件的mmc有助于提升直流输电的电压等级和容量。igct-mmc换流阀通常由成百上千个功率子模块组成，当子模块出现故障时会影响整个直流输电工程运行，因此需要在子模块出现故障时对其进行可靠旁路，以保证系统的稳定可靠运行。为此，公告号为cn113507204b的发明专利公开了一种用于igct-mmc柔性直流输电换流阀的可靠旁路系统及方法，通过在igct-mmc换流阀功率子模块设置旁路开关、控制旁路开关导通的子模块控制板和控制igct击穿的igct过压触发回路，从而在子模块故障时控制旁路开关闭合，以及在旁路开关无法完成旁路动作的情况下，当igct功率子模块的电容电压到达器件耐压值时，第二igct器件过压触发回路动作，直接导通第二igct器件将故障的子模块切除。该方法虽然能够实现igct-mmc换流阀功率子模块故障时的安全旁路，但由于是通过等到电容电压一直升至igct器件耐压值后击穿igct实现旁路，会对igct器件造成不可逆的损坏，需要运维人员到现场更换igct器件，过压保护成本过高，且影响性高压直流输电工程的高效运行。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置及方法，用以解决现有的igct-mmc换流阀子模块过压保护时需要击穿igct器件导致过压保护成本过高的问题。
2、本发明为解决上述技术问题而提供一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，包括用于旁路igct-mmc换流阀子模块的旁路开关和控制旁路开关的子模块控制单元，还包括igct旁路控制单元，igct旁路控制单元用于在换流阀子模块故障时，若旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电，换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值，则控制换流阀子模块中的第二igct导通；所述igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。
3、进一步地，所述igct旁路触发电压值包括igct第一旁路触发电压值，所述igct旁路控制单元包括处理模块和门极电流放大模块，处理模块用于接收旁路开关动作信号、子模块控制单元掉电信号和换流阀子模块直流电容电压信息，当接收到旁路开关动作信号或子模块控制单元掉电信号后，若子模块直流电容电压仍不断升高，则在升至igct第一旁路触发电压值时，处理模块向门极电流放大模块发送用于控制第二igct导通的第一触发信号，门极电流放大模块用于在接收到第一触发信号时放大第一触发信号以产生门极触发电流来控制换流阀子模块中的第二igct导通。
4、进一步地，所述igct旁路触发电压值还包括igct第二旁路触发电压值，所述igct旁路控制单元还包括电压采集模块，电压采集模块用于对换流阀子模块直流电容电压进行采样，当处理模块向门极电流放大模块发送第一触发信号后，电压采集模块采样得到的换流阀子模块直流电容电压仍持续上升，且升至igct第二旁路触发电压值时，电压采集电路向门极电流放大模块发送用于控制第二igct导通的第二触发信号，门极电流放大模块用于在接收到第二触发信号时放大第二触发信号以产生门极触发电流来控制换流阀子模块中的第二igct导通；igct第二旁路触发电压值大于igct第一旁路触发电压值。
5、进一步地，所述电压采集模块包括分压电路、差分电路和信号触发电路；分压电路用于采集换流阀子模块直流电容电压值，差分电路用于将采集的电压进行差分采样，信号触发电路用于将差分采样后的电压信号与设定阈值信号进行比对，判断换流阀子模块直流电容电压是否升至igct第二旁路触发电压值，若升至igct第二旁路触发电压值，则向门极电流放大模块发送第二触发信号。
6、进一步地，所述电压采集模块还包括滤波模块，滤波模块用于滤除高频噪声信号，设置在差分电路和信号触发电路之间。
7、进一步地，所述igct旁路控制单元还包括通讯模块，所述通讯模块用于向阀控装置发送子模块控制单元掉电信号、第一触发信号和第二触发信号。
8、进一步地，所述igct旁路控制单元还包括取能模块，取能模块从换流阀子模块直流电容取电，向igct旁路控制单元中的处理模块、门极电流放大模块、电压采集模块和通讯模块提供工作电源。
9、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，设置igct旁路触发电压值，igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。当旁路开关能够正常旁路时，优先通过旁路开关进行igct-mmc换流阀子模块的过压保护，当旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电且换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值时，便控制第二igct导通，从而避免直流电容电压一直升至igct器件耐压值后击穿igct导致对igct器件造成不可逆的损坏，故障恢复后igct仍旧能正常投入使用，降低了过压保护成本，也无需运维人员到现场更换igct，提高了高压直流输电工程的运维效率。
10、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制方法，包括：在换流阀子模块故障时，若旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电，换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值，则控制换流阀子模块中的第二igct导通；所述igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。
11、进一步地，所述igct旁路触发电压值包括igct第一旁路触发电压值和igct第二旁路触发电压值；当接收到旁路开关动作信号或子模块控制单元掉电信号，若子模块直流电容电压仍不断升高，并在升至igct第一旁路触发电压值时，发送用于控制第二igct导通的第一触发信号，控制换流阀子模块中的第二igct导通；当发送第一触发信号后采样得到的换流阀子模块直流电容电压仍持续上升，且升至igct第二旁路触发电压值时，发送用于控制第二igct导通的第二触发信号，控制换流阀子模块中的第二igct导通；igct第二旁路触发电压值大于igct第一旁路触发电压值。
12、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，设置igct旁路触发电压值，igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。当旁路开关能够正常旁路时，优先通过旁路开关进行igct-mmc换流阀子模块的过压保护，当旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电且换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值时，便控制第二igct导通，从而避免直流电容电压一直升至igct器件耐压值后击穿igct导致对igct器件造成不可逆的损坏，故障恢复后igct仍旧能正常投入使用，降低了过压保护成本，也无需运维人员到现场更换igct，提高了高压直流输电工程的运维效率。
1.一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，包括用于旁路igct-mmc换流阀子模块的旁路开关和控制旁路开关的子模块控制单元，其特征在于，还包括igct旁路控制单元，igct旁路控制单元用于在换流阀子模块故障时，若旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电，换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值，则控制换流阀子模块中的第二igct导通；所述igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。
2.根据权利要求1所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述igct旁路触发电压值包括igct第一旁路触发电压值，所述igct旁路控制单元包括处理模块和门极电流放大模块，处理模块用于接收旁路开关动作信号、子模块控制单元掉电信号和换流阀子模块直流电容电压信息，当接收到旁路开关动作信号或子模块控制单元掉电信号后，若子模块直流电容电压仍不断升高，则在升至igct第一旁路触发电压值时，处理模块向门极电流放大模块发送用于控制第二igct导通的第一触发信号，门极电流放大模块用于在接收到第一触发信号时放大第一触发信号以产生门极触发电流来控制换流阀子模块中的第二igct导通。
3.根据权利要求2所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述igct旁路触发电压值还包括igct第二旁路触发电压值，所述igct旁路控制单元还包括电压采集模块，电压采集模块用于对换流阀子模块直流电容电压进行采样，当处理模块向门极电流放大模块发送第一触发信号后，电压采集模块采样得到的换流阀子模块直流电容电压仍持续上升，且升至igct第二旁路触发电压值时，电压采集电路向门极电流放大模块发送用于控制第二igct导通的第二触发信号，门极电流放大模块用于在接收到第二触发信号时放大第二触发信号以产生门极触发电流来控制换流阀子模块中的第二igct导通；igct第二旁路触发电压值大于igct第一旁路触发电压值。
4.根据权利要求3所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述电压采集模块包括分压电路、差分电路和信号触发电路；分压电路用于采集换流阀子模块直流电容电压值，差分电路用于将采集的电压进行差分采样，信号触发电路用于将差分采样后的电压信号与设定阈值信号进行比对，判断换流阀子模块直流电容电压是否升至igct第二旁路触发电压值，若升至igct第二旁路触发电压值，则向门极电流放大模块发送第二触发信号。
5.根据权利要求4所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述电压采集模块还包括滤波模块，滤波模块用于滤除高频噪声信号，设置在差分电路和信号触发电路之间。
6.根据权利要求4所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述igct旁路控制单元还包括通讯模块，所述通讯模块用于向阀控装置发送子模块控制单元掉电信号、第一触发信号和第二触发信号。
7.根据权利要求6所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制装置，其特征在于，所述igct旁路控制单元还包括取能模块，取能模块从换流阀子模块直流电容取电，向igct旁路控制单元中的处理模块、门极电流放大模块、电压采集模块和通讯模块提供工作电源。
8.一种igct-mmc换流阀子模块过压保护控制方法，其特征在于，包括：在换流阀子模块故障时，若旁路开关动作失败或者子模块控制单元掉电，换流阀子模块直流电容电压上升至igct旁路触发电压值，则控制换流阀子模块中的第二igct导通；所述igct旁路触发电压值大于旁路开关动作电压值且小于igct器件耐压值。
9.根据权利要求8所述的igct-mmc换流阀子模块过压保护控制方法，其特征在于，所述igct旁路触发电压值包括igct第一旁路触发电压值和igct第二旁路触发电压值；当接收到旁路开关动作信号或子模块控制单元掉电信号，若子模块直流电容电压仍不断升高，并在升至igct第一旁路触发电压值时，发送用于控制第二igct导通的第一触发信号，控制换流阀子模块中的第二igct导通；当发送第一触发信号后采样得到的换流阀子模块直流电容电压仍持续上升，且升至igct第二旁路触发电压值时，发送用于控制第二igct导通的第二触发信号，控制换流阀子模块中的第二igct导通；igct第二旁路触发电压值大于igct第一旁路触发电压值。
