CN103454558B - 一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及双极直流输电系统相关技术领域，特别是一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法和装置。检测方法包括：检查整流站双极的直流电压测量，如果整流站没有故障，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。本发明通过对整流站和逆变站的直流电压以及参数进行测量比较，从而在整流站出现异常的直流电压时，能准确地确定直流输电系统的故障原因，避免因为单个逆变站的故障原因，导致整个直流输电系统出现严重故障。
Description
技术领域
本发明涉及双极直流输电系统相关技术领域，特别是一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法和装置。
背景技术
双极直流输电系统中，包括有整流站和逆变站，整流站用于将交流变换为直流，通过直流线路送到相连的逆变站，逆变站将直流变换成交流。
现有技术通过各种检测装置，对整流站和逆变站的运行参数进行检测，以确保安全，特别是对直流电压参数需要进行时刻的测量，以确保其运行正常。
然而，当发现故障，特别是直流电压参数出现故障时，现有技术并未能迅速准确地确认故障原因，从而导致整个直流输电系统出现严重故障，影响生产工作。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术未能对直流电压出现故障时不能迅速确认故障原因的技术问题，提供一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法和装置。
一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法，包括：
整流站直流电压检测步骤，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查模块。
整流站换流变分接头档位检测步骤，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测步骤；
所述的逆变站检测步骤，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
一种双极直流输电系统电压波动故障检测装置，包括：
整流站直流电压检测模块，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查模块。
整流站换流变分接头档位检测模块，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测模块；
逆变站检测模块，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
本发明通过对整流站和逆变站的直流电压以及参数进行测量比较，从而在整流站出现异常的直流电压时，能准确地确定直流输电系统的故障原因，避免因为单个逆变站的故障原因，导致整个直流输电系统出现严重故障。
附图说明
图1为本发明一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法的工作流程图；
图2为本发明换流站的直流电压采样原理图；
图3为一种双极直流输电系统电压波动故障检测装置的结构模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法的工作流程图，包括：
整流站直流电压检测步骤S101，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查步骤S102；
整流站换流变分接头档位检测步骤S102，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测步骤S103；
所述的逆变站检测步骤S103，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。告警方式可以多样，例如在屏幕显示提示，或者点亮告警灯等方式。
在其中一个实施例中，所述的逆变站检测步骤S103，具体包括：
检测逆变站的换流变交流出线功率与直流输入功率，所述逆变站与所述整流站通过直流线路连接；
如果换流变交流出线功率大于直流输入功率，则以逆变站中与所述整流站故障极对应的一极作为逆变站故障极，以逆变站中与所述整流站正常极对应的一极作为逆变站正常极，如果逆变站故障极的熄弧角与逆变站正常极的熄弧角的差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值，且逆变站故障极的换流变分接头档位与逆变站正常极的换流变分接头档位的差值超过预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值，且逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站的正常极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的逆变站双极直流电压差阈值，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
在其中一个实施例中，所述整流站直流电压检测步骤S101中，所述整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算整流站故障极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11，以及整流站正常极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算：
U11=ACvolMea1/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P011/100]，
U12=ACvolMea2/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为整流站换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P011为整流站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P012为整流站正常极的换流变分接头档位；
计算整流站的换流变压器漏抗Xr11，采用如下公式计算：
Udc12=N11(1.35U12cosα12-3Xr11Id12/π)，其中Udc12为整流站正常极的直流电压绝对值，N11为整流站每极中的6脉动换流器个数，α12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc11=N11(1.35U11cosα11-3Xr11Id11/π)，其中Udc11为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α11为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
在其中一个实施例中，所述逆变站检测步骤S103中，所述逆变站故障极的直流电压理论绝对值或者逆变站正常极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算逆变站故障极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站正常极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算：
U21=ACvolMea21/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P021/100]，
U22=ACvolMea22/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P022为逆变站正常极的换流变分接头档位；
计算逆变站的换流变压器漏抗Xr12，采用如下公式计算：
Udc22=N12(1.35U22cosγ22+3Xr12Id22/π)，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，γ22为逆变站正常极的逆变站熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc21=N12(1.35U21cosγ21+3Xr12Id21/π)，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，γ21为逆变站故障极的逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
在其中一个实施例中，所述整流站直流电压检测步骤S101，具体包括：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查步骤。
在其中一个实施例中，所述整流站直流电压检测步骤S101，具体包括：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查所述整流站的多套合并单元（即DMI装置），如果所述整流站的多套DMI装置对应所述整流站故障极的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站DMI差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为采集装置单个远端模块故障，如果所述整流站的多套合并单元DMI装置对应所述整流站故障极阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为采集装置单个远端模块故障，如果所述整流站的多套合并单元DMI装置对应所述整流站故障极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的整流站DMI差阈值，则执行整流站换流变分接头档位检查步骤S102。
作为一个例子，以天生桥站和广州站为例，其中天生桥站是整流站，广州站是逆变站，天生桥站将交流变换为500kV的直流，通过直流线路送到广州站，广州站将500kV直流变换成220kV的交流。
在2013年6月30日08:10，天生桥站极1直流电压采样绝对值达到519kV，极2的直流电压采样绝对值为501.4kV，采用本发明实施例的方式进行分析：
首先执行步骤S101，其中，极1的直流电压采样绝对值大于直流电压整定值，且极1的直流电压采样绝与直流电压整定值的差值为17.6kV，预设的整流站双极直流电压差阈值为5kV，因此极1为整流站故障极，极2为整流站正常极。此时，检查天生桥站的3套DMI装置，如表1所示：
表1天生桥站的3套DMI装置显示情况
从表1可以看出，三个套合并单元DMI装置采集的极1直流电压均偏高，且相差在1kV之间，因此排除采集装置单个远端模块故障的可能，如果差值超过1kV，则可以判断双极直流输电系统电压波动故障为采集装置单个远端模块故障。
同时，计算天生桥极1的直流电压理论绝对值，具体数值如表2和表3所示：
表2天生桥站极1采样数据
表3天生桥站极2采样数据
计算方式如下：
计算整流站故障极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11，以及整流站正常极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算：
U11=ACvolMea1/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P011/100]，
U12=ACvolMea2/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为整流站换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P011为整流站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P012为整流站正常极的换流变分接头档位；
代入相关数据，计算得到:
U11=229.7×208.6/230÷[（94%-1%）+7/100]≈208.33kV；
U12=229.9×208.6/230÷[（94%-1%）+10/100]≈202.44kV；
其中，208.6/230为天生桥站换流变分接头在7档时的变比，229.7×208.6/230即为整流站故障极的换流变阀侧交流电压采样值。
计算整流站的换流变压器漏抗Xr11，采用如下公式计算：
Udc12=N11(1.35U12cosα12-3Xr11Id12/π)，其中Udc12为整流站正常极的直流电压绝对值，N11为整流站每极中的6脉动换流器个数，α12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
将U12代入得到：
501.4=2×｛[1.35×202.44×cos15.5]-[（3Xr1×0.8324）÷π]｝，从而计算出3Xr1≈47.735；
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc11=N11(1.35U11cosα11-3Xr11Id11/π)，其中Udc11为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α11为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
将3Xr11≈47.735代入，从而计算出整流站极1的直流电压Udc11为：
Udc11=2｛[1.35×208.33×cos15.2]-[（47.735×0.8339）÷π]｝≈517.46kV。
该直流电压理论绝对值与极1的直流电压采样绝对值519的差值为1.54kV，预设的整流站直流电压理论测量差阈值为5kV，因此，排除整流站直流电压测量故障，如果直流电压理论绝对值与极1的直流电压采样绝对值的差值超过5kV，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障。
此时，执行步骤S102，对比天生桥站的双极数据，整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行步骤S103，否则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为其他故障。
根据表2和表3的数据，双极的整流器触发角相差不大，极1为15.2度，极2为15.5度，差值为0.3度，小于预设的整流站双极整流器触发角差阈值（1度），交流电压采样值相差不大，极1为229.7kV，极2为229.9kV，差值为0.2kV，小于整流站双极交流电压差阈值（1kV），换流变分接头档位相差3档，极1为7档，极2为10档，差值大于预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值（2档），因此执行步骤S103。在其他变量基本一致的情况，换流变档位相差3档让双极直流电压不同。由于变压器档位越低，在换流变压器网侧电压一定的情况下，换流变压器的阀侧电压越高，在触发角相差不大的情况下，直流电压也应越高。因此可判断天生桥站极1直流电压采样绝对值偏高的原因与换流变分接头档位偏低有关，导致极1换流变分接头档位偏低的原因为广州站（逆变站）直流电压采集异常所致。由于连接广州站和天生桥站的直流线路的电阻是一定的，当广州站将直流电压升上去时，天生桥站为了保证直流功率恒定，天生桥站也要将直流电压升上去。
执行步骤S103，检测逆变站的交流出线功率与直流输入功率：
如表4～表6所示为同时段广州站的采样参数。
表4广州站极1采样数据
表5广州站极2采样数据
表6广州站交流场出线功率
| 换流变出线 | 广北乙线 |
| 511MW | 301MW |
由以上表4～表6广州站数据可知：
1）广州站直流场双极功率为402.4MW+402.2MW=804.6MW,交流出线功率为511MW+301MW=812MW，交流出线功率大于直流输入功率。正常运行时直流场双极功率比交流出线功率大15.4MW，数据如表7所示。
表7广州站正常运行期间功率采样值
因此，交流出线功率大于直流输入功率，推断广州站直流场功率可能显示不正确，以逆变站中与所述整流站故障极对应的一极作为逆变站故障极，即以广州站的极1为逆变站故障极，以逆变站中与所述整流站正常极对应的一极作为逆变站正常极，即以广州站的极2为逆变站正常极。如果逆变站故障极的熄弧角与逆变站正常极的熄弧角的差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值，且逆变站故障极的换流变分接头档位与逆变站正常极的换流变分接头档位的差值超过预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值，且逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站的正常极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的逆变站双极直流电压差阈值，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值。
根据表4和表5的数据，广州站极1和极2熄弧角相差不大，差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值（0.5度），换流变分接头档位相差3档(极1为4档，极2为7档)，差值大于预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值（2档），且双极的直流电压采样绝对值却显示相差不大（极1为486.7kV，极2为486.6kV），差值小于预设的逆变站双极直流电压差阈值（1kV）。在交流电压不变的情况下，直流电压与换流变分接头档位和熄弧角有关。因此推断广州站极1直流电压（UdL）可能采样不正确。计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警，否则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为其他故障。
广州站极1的直流电压理论绝对值计算方式如下：
计算逆变站故障极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站正常极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算：
U21=ACvolMea21/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P021/100]，
U22=ACvolMea22/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P022为逆变站正常极的换流变分接头档位；
代入相关数据，计算得到：
U21=228.7×198.5/230÷[（94%-1%）+4/100]≈203.48kV
U22=228.7×198.5/230÷[（94%-1%）+7/100]≈197.37kV。
其中，198.5/230为广州站换流变分接头在7档时的变比，228.7×198.5/230即为逆变站故障极的换流变阀侧交流电压采样值。
计算逆变站的换流变压器漏抗Xr12，采用如下公式计算：
Udc22=N12(1.35U22cosγ22+3Xr12Id22/π)，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，γ22为逆变站正常极的熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc21=N12(1.35U21cosγ21+3Xr12Id21/π)，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，γ21为逆变站故障极的熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
比较广州站极1的直流电压理论绝对值和直流电压采样绝对值，其差值为16.4kV，大于预设的逆变站直流电压理论测量差阈值（5kV）。因此，判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障。
由于广州站极1直流电压采样故障，因此控制系统通过调低广州站极1的换流变分接头档，让极1的直流电压升高，以满足逆变侧定电压的要求（保证整流站极1直流电压在500kV）。另外因广州站的直流电压（UdL）偏小，同时引起了天生桥站直流电压偏大的现象出现。
进一步对广州站极1直流电压（UdL）采样异常原因进行分析，发现广州站三个通道上送的极1直流电压（UdL）采样值相差不大（采样值见表8），因此可排除单个远端模块故障可能，怀疑原因为图2圈中电阻21变小所致。直流分压器低压侧是采用电阻分压的方式测量一次侧电压。当圈中电阻21变小，整个分压器低压侧电阻将变小，分压器低压侧分配到的电压将降低，传送到控制保护的测量值也会偏小。
若广州站极1直流电压采样值偏小的幅度继续变大，将引起天生桥站极1直流电压继续升高，可能会造成以下两种后果。
1、天生桥站极1直流电压升高到540kV以上，天生桥站直流过电压保护将动作，极1直流闭锁。
2、天生桥站极1直流电压升高525kV至540kV之间，直流设备处于高电压状态运行，时间过长可能会损坏一次设备，造成直流长时间停运。
表8广州站3套DMI装置显示情况
如图3所示为一种双极直流输电系统电压波动故障检测装置的结构模块图，包括：
整流站直流电压检测模块301，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查模块302；
整流站换流变分接头档位检测模块302，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测模块303；
逆变站检测模块303，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
在其中一个实施例中，所述的逆变站检测模块303，具体包括：
检测逆变站的换流变交流出线功率与直流输入功率，所述逆变站与所述整流站通过直流线路连接；
如果换流变交流出线功率大于直流输入功率，则以逆变站中与所述整流站故障极对应的一极作为逆变站故障极，以逆变站中与所述整流站正常极对应的一极作为逆变站正常极，如果逆变站故障极的熄弧角与逆变站正常极的熄弧角的差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值，且逆变站故障极的换流变分接头档位与逆变站正常极的换流变分接头档位的差值超过预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值，且逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站的正常极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的逆变站双极直流电压差阈值，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
在其中一个实施例中，所述整流站直流电压检测模块中301，所述整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算整流站故障极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11，以及整流站正常极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算：
U11=ACvolMea1/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P011/100]，
U12=ACvolMea2/[(UACminsec1-1%)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为整流站换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P011为整流站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P012为整流站正常极的换流变分接头档位；
计算整流站的换流变压器漏抗Xr11，采用如下公式计算：
Udc12=N11(1.35U12cosα12-3Xr11Id12/π)，其中Udc12为整流站正常极的直流电压绝对值，N11为整流站每极中的6脉动换流器个数，α12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc11=N11(1.35U11cosα11-3Xr11Id11/π)，其中Udc11为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α11为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
在其中一个实施例中，所述逆变站检测模块303中，所述逆变站故障极的直流电压理论绝对值或者逆变站正常极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算逆变站故障极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站正常极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算：
U21=ACvolMea21/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P021/100]，
U22=ACvolMea22/[(UACminsec2-1%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21为逆变站换流变网侧故障极的交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P022为逆变站正常极的换流变分接头档位；
计算逆变站的换流变压器漏抗Xr12，采用如下公式计算：
Udc22=N12(1.35U22cosγ22+3Xr12Id22/π)，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，γ22为逆变站正常极的熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc21=N12(1.35U21cosγ21+3Xr121Id21/π)，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，γ21为逆变站故障极的熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
在其中一个实施例中，所述整流站直流电压检测模块301，具体用于：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，且整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值小于或等于预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则执行整流站换流变分接头档位检查步骤；
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种双极直流输电系统电压波动故障检测方法，其特征在于，包括：
整流站直流电压检测步骤，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，且整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值小于或等于预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则执行整流站换流变分接头档位检查步骤；
整流站换流变分接头档位检测步骤，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测步骤；
所述的逆变站直流电压检测步骤，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警；
所述的逆变站直流电压检测步骤，具体包括：
检测逆变站的换流变出线功率与直流输入功率，所述逆变站与所述整流站通过直流线路连接；
如果换流变出线功率大于直流输入功率，则以逆变站中与所述整流站故障极对应的一极作为逆变站故障极，以逆变站中与所述整流站正常极对应的一极作为逆变站正常极，如果逆变站故障极的熄弧角与逆变站正常极的熄弧角的差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值，且逆变站故障极的换流变分接头档位与逆变站正常极的换流变分接头档位的差值超过预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值，且逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站的正常极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的逆变站双极直流电压差阈值，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
2.根据权利要求1所述的双极直流输电系统电压波动故障检测方法，其特征在于，所述整流站直流电压检测步骤中，所述整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算整流站故障极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11，以及整流站正常极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算：
U11＝ACvolMea11/[(UACminsec1-1％)+TC1P1P011/100]，
U12＝ACvolMea12/[(UACminsec1-1％)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P011为整流站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P012为整流站正常极的换流变分接头档位；
计算整流站的换流变压器漏抗Xr11，采用如下公式计算：
Udc12＝N11(1.35U12cosα12-3Xr11Id12/π)，其中Udc12为整流站正常极的直流电压绝对值，N11为整流站每极中的6脉动换流器个数，α12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc11＝N11(1.35U11cosα11-3Xr11Id11/π)，其中Udc11为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α11为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
3.根据权利要求1所述的双极直流输电系统电压波动故障检测方法，其特征在于，所述逆变站直流电压检测步骤中，所述逆变站故障极的直流电压理论绝对值或者逆变站正常极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算逆变站故障极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站正常极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算：
U21＝ACvolMea21/[(UACminsec2-1％)+TC1P1P021/100]，
U22＝ACvolMea22/[(UACminsec2-1％)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P022为逆变站正常极的换流变分接头档位；
计算逆变站的换流变压器漏抗Xr12，采用如下公式计算：
Udc22＝N12(1.35U22cosγ22+3Xr12Id22/π)，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，γ22为逆变站正常极的熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc21＝N12(1.35U21cosγ21+3Xr12Id21/π)，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，γ21为逆变站故障极的逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
4.根据权利要求1所述的双极直流输电系统电压波动故障检测方法，其特征在于，所述整流站直流电压检测步骤，具体包括：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和整定的直流电压绝对值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，且整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值小于或等于预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则执行整流站换流变分接头档位检查步骤。
5.一种双极直流输电系统电压波动故障检测装置，其特征在于，包括：
整流站直流电压检测模块，检查整流站双极的直流电压测量：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，且整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值小于或等于预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则执行整流站换流变分接头档位检查步骤；
整流站换流变分接头档位检测模块，如果整流站故障极的交流电压采样值与整流站正常极的交流电压采样值的差值小于或等于预设的整流站双极交流电压差阈值，且整流站故障极的整流器触发角与整流站正常极的整流器触发角的差值小于或等于预设的整流站双极整流器触发角差阈值，且整流站故障极的换流变分接头档位与整流站正常极的换流变分接头档位超过预设的整流站双极换流变分接头档位差阈值，则执行逆变站直流电压检测模块；
逆变站直流电压检测模块，计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警；
所述的逆变站直流电压检测模块，具体包括：
检测逆变站的换流变出线功率与直流输入功率，所述逆变站与所述整流站通过直流线路连接；
如果换流变出线功率大于直流输入功率，则以逆变站中与所述整流站故障极对应的一极作为逆变站故障极，以逆变站中与所述整流站正常极对应的一极作为逆变站正常极，如果逆变站故障极的熄弧角与逆变站正常极的熄弧角的差值小于或等于预设的逆变站双极熄弧角差阈值，且逆变站故障极的换流变分接头档位与逆变站正常极的换流变分接头档位的差值超过预设的逆变站双极换流变分接头档位差阈值，且逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站的正常极的直流电压采样绝对值的差值小于或等于预设的逆变站双极直流电压差阈值，则计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，如果逆变站故障极的直流电压采样绝对值与逆变站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为逆变站直流电压采样异常故障，并作出告警。
6.根据权利要求5所述的双极直流输电系统电压波动故障检测装置，其特征在于，所述整流站直流电压检测模块中，所述整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算整流站故障极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11，以及整流站正常极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算：
U11＝ACvolMea11/[(UACminsec1-1％)+TC1P1P011/100]，
U12＝ACvolMea12/[(UACminsec1-1％)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为整流站换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P011为整流站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P012为整流站正常极的换流变分接头档位；
计算整流站的换流变压器漏抗Xr11，采用如下公式计算：
Udc12＝N11(1.35U12cosα12-3Xr11Id12/π)，其中Udc12为整流站正常极的直流电压绝对值，N11为整流站每极中的6脉动换流器个数，α12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc11＝N11(1.35U11cosα11-3Xr11Id11/π)，其中Udc11为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α11为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
7.根据权利要求5所述的双极直流输电系统电压波动故障检测装置，其特征在于，所述逆变站直流电压检测模块中，所述逆变站故障极的直流电压理论绝对值或者逆变站正常极的直流电压理论绝对值，采用如下方式获得：
计算逆变站故障极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站正常极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算：
U21＝ACvolMea21/[(UACminsec2-1％)+TC1P1P021/100]，
U22＝ACvolMea22/[(UACminsec2-1％)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21为逆变站换流变网侧故障极的交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TC1P1P022为逆变站正常极的换流变分接头档位；
计算逆变站的换流变压器漏抗Xr12，采用如下公式计算：
Udc22＝N12(1.35U22cosγ22+3Xr12Id22/π)，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，γ22为逆变站正常极的逆变站熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下：
Udc21＝N12(1.35U21cosγ21+3Xr12Id21/π)，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，γ21为逆变站故障极的逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
8.根据权利要求5所述的双极直流输电系统电压波动故障检测装置，其特征在于，所述整流站直流电压检测模块，具体用于：
如果整流站其中一极的直流电压采样绝对值和预设的直流运行电压绝对值参考值的差值超过预设的整流站直流电压差阈值，则判断该极为整流站故障极，另一极为整流站正常极，检查整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值，如果整流站故障极的直流电压采样绝对值与整流站故障极的直流电压理论绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断所述双极直流输电系统电压波动故障为整流站直流电压测量故障，否则执行整流站换流变分接头档位检查模块。
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