CN105576688B - 一种柔性直流输电系统的控制保护方法 - Google Patents

一种柔性直流输电系统的控制保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种柔性直流输电系统的控制保护方法，通过交流电压检测和交流频率检测相结合的方法判断交流系统的运行状态，确定柔性直流系统配合交流系统动作的运行方式。本发明将控制保护方法分为高压输电系统控制保护方法和中低压输电系统控制保护方法，该方法可以适用于目前所有的交流系统；大幅降低了控制保护系统配合时间，提高了系统供电可靠性；最大限度了确保了柔性直流输电系统的利用率。

Description

一种柔性直流输电系统的控制保护方法
技术领域
本发明涉及柔性直流输电技术，具体涉及一种柔性直流输电系统的控制保护方法。
背景技术
柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电之后的一种新型输电技术，具有谐波含量低、控制灵活的优点。背靠背柔性直流输电系统根据其功能不同又被称为柔性环网控制装置和分区互联装置。背靠背柔性直流系统不仅可以有效地解决原有交流系统短路电流超标问题，而且还能实现交流电网软分区运行，提高交流电网供电可靠性。
柔性直流输电系统接入交流电网之后，一方面对原有交流保护产生影响，另一方面交流保护的动作方式也会对柔性直流系统运行方式产生影响。柔性直流系统在交流系统故障下的动作行为应该与原有交流保护相配合，根据系统参数的变化分析系统的状况，决定柔性直流系统应如何配合交流系统动作。目前柔性直流输电系统在交流故障时采用故障穿越策略，该方法无法区分交流故障作位置，在交流保护动作后有可能继续向故障点馈入电流或者引起停电事故。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种柔性直流输电系统的控制保护方法，通过交流电压检测和交流频率检测相结合的方法判断交流系统的运行状态，确定柔性直流系统配合交流系统动作的运行方式。
为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：
一种柔性直流输电系统的控制保护方法，中低压输电柔性直流输电系统的控制保护方法包括如下步骤：
步骤1：确定交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤2：延时Δt后，再判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤3：根据故障位置为电源线故障或出线故障，确定闭锁柔性直流输电系统或柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤5：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行。
高压输电柔性直流输电系统的控制保护方法包括如下步骤：
步骤A：确定交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤B：延时Δt后，再判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤C：判断交流系统电压f是否小于保护动作值fset；
步骤D：根据换流器侧电源线故障还是柔性直流输电系统，确定换流器侧断路器成功断开还是切换至孤岛运行方式，再确定交流系统频率f是否小于保护动作值fset；
步骤E：如为换流器侧电源线故障，闭锁柔性直流输电系统；
步骤F：柔性直流输电系统维持孤岛运行方式；
步骤G：系统重合闸成功，重合换流器侧断路器，柔性直流输电系统切换至正常运行方式；
步骤H：如电源侧电源线故障或者出线故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤I：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行。
所述柔性直流输电系统，包括依次连接的整流侧子系统、直流线路、逆变侧子系统。
所述整流侧子系统包括：整流侧变压器与平波电抗器，三极连接线分别为正极、负极和可兼做正负极的第三极。
所述直流线路包括：与整流侧子系统连接的整流侧平波电抗器和与逆变侧子系统连接的逆变侧平波电抗器。
所述逆变侧子系统包括：逆变侧变压器和平波电抗器，所述整流侧与逆变侧采用模块化多电平换流器。
与最接近的现有技术相比，本发明的技术方案的有益效果如下：
1)柔性直流输电系统仅通过自身信号检测即可以判断交流故障的故障位置及交流保护的动作方式，不需要任何通讯，大幅降低了控制保护系统配合时间，提高了系统供电可靠性；
2)本发明根据交流系统接线特点，将控制保护方法分为高压输电系统控制保护方法和中低压输电系统控制保护方法，该方法可以适用于目前所有的交流系统；
3)本发明提出的控制保护方法可以与各类交流故障处理方式精确配合，最大限度了确保了柔性直流输电系统的利用率。
附图说明
图1为中低压输电系统站外交流系统故障示意图。
图2为中低压输电系统控制保护方法的流程图。
图3为高压输电系统站外交流系统故障示意图。
图4为高压输电系统控制保护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细描述：
本发明提供的一种柔性直流输电系统的控制保护方法分为中低压输电系统的控制保护方法和高压输电系统的控制保护方法。
(一)中低压输电系统的控制保护方法
中低压输电系统线路通常采用距离保护，单端配置断路器，采用任意故障跳开三相，同时三相重合闸的方法清除故障。根据图1所示，如果是故障点为F2的出线故障，可以跳开出线断路器Q2，此时换流器对于故障清除没有任何影响，仍然可以正常运行；如果是故障点为F1的电源线故障，此时仅跳开电源线断路器Q1是没有办法清除故障的，换流器仍向故障点馈入短路电流，必须闭锁换流器。换流站仅能通过自身检测到的信号采取动作，柔性直流系统采用电流控制，即使在故障下也没有任何过流情况，其电流都在IGBT能够容忍的范围之内，没有明显的变化信号，因此无法通过电流检测得到故障信息。其能检测的信号仅有交流系统电压情况，电源线和出线的唯一区别就是出线跳闸后电压恢复，电源线跳闸后换流站仍连接于故障，仍为低压，因此可以通过延时的方法区分两种故障。
根据图2所示，中低压输电系统的控制保护方法具体步骤如下：
步骤1：判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset，若是则执行步骤2，否则执行步骤5；
步骤2：延时Δt，再次判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset，若是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：故障位置为电源线故障，闭锁柔性直流输电系统；
步骤4：故障位置为出线故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤5：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行。
(二)高压输电系统的控制保护方法
高压输电系统采用双端配置断路器，单相故障跳单相，然后单相重合闸，两相和三相故障跳开三相，然后三相重合闸。根据图3所示，如果是故障点为F4或F5的出线故障，可以跳开出线断路器Q6或断路器Q8，柔性直流系统仍然正常运行。
如果是电源线故障，又可以细分为两类，分别是：故障点为F1或F2的电源侧电源线故障和故障点为F3的换流器侧电源线故障。
高压输电系统通常采用多电源供电，如果是电源侧电源线故障，另一电源也能及时供电，因此对柔性直流系统也能正常运行；如果是故障点为F3的换流器侧电源线故障，断路器Q7断开就会形成孤岛模式，柔性直流输电系统通过频率和电压检测的方式转变控制方法实现孤岛供电，如果断路器Q7无法正常开断，需闭锁换流器。在孤岛供电方式下，如果断路器Q5重合闸成功则重合换流器侧断路器Q7，并转换控制方式为正常控制方式，否则维持孤岛供电状态。
根据图4所示，高压输电系统的控制保护方法具体步骤如下：
步骤1：判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset，若是则执行步骤2，否则执行步9；
步骤2：延时Δt，再次判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset，若是则执行步骤3，否则执行步骤8；
步骤3：判断交流系统电压f是否小于保护动作值fset，若是则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：换流器侧电源线故障，换流器侧断路器成功断开，柔性直流输电系统切换至孤岛运行方式，再次判断交流系统频率f是否小于保护动作值fset，若是则执行步骤6，否则执行步骤7；
步骤5：换流器侧电源线故障，换流器侧断路器无法断开，闭锁柔性直流输电系统；
步骤6：柔性直流输电系统维持孤岛运行方式；
步骤7：系统重合闸成功，重合换流器侧断路器，柔性直流输电系统切换至正常运行方式；
步骤8：电源侧电源线故障或者出线故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤9：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行。
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (5)

1.一种柔性直流输电系统的控制保护方法，其特征在于：中低压输电柔性直流输电系统的控制保护方法包括如下步骤：
步骤1：确定交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤2：延时Δt后，再判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤3：根据故障位置为电源线故障或出线故障，确定闭锁柔性直流输电系统或柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤5：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
高压输电柔性直流输电系统的控制保护方法包括如下步骤：
步骤A：确定交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤B：延时Δt后，再判断交流系统电压Uac是否小于保护动作值Uset；
步骤C：判断交流系统电压f是否小于保护动作值fset；
步骤D：根据换流器侧电源线故障还是柔性直流输电系统，确定换流器侧断路器成功断开还是切换至孤岛运行方式，再确定交流系统频率f是否小于保护动作值fset；
步骤E：如为换流器侧电源线故障，闭锁柔性直流输电系统；
步骤F：柔性直流输电系统维持孤岛运行方式；
步骤G：系统重合闸成功，重合换流器侧断路器，柔性直流输电系统切换至正常运行方式；
步骤H：如电源侧电源线故障或者出线故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行；
步骤I：未检测到故障，柔性直流输电系统以正常控制方式运行。
2.根据权利要求1所述的控制保护方法，其特征在于：所述柔性直流输电系统，包括依次连接的整流侧子系统、直流线路、逆变侧子系统。
3.根据权利要求2所述的控制保护方法，其特征在于：所述整流侧子系统包括：整流侧变压器与平波电抗器，三极连接线分别为正极、负极和可兼做正负极的第三极。
4.根据权利要求2所述的控制保护方法，其特征在于：所述直流线路包括：与整流侧子系统连接的整流侧平波电抗器和与逆变侧子系统连接的逆变侧平波电抗器。
5.根据权利要求2所述的控制保护方法，其特征在于：所述逆变侧子系统包括：
逆变侧变压器和平波电抗器，所述整流侧与逆变侧采用模块化多电平换流器。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108023337B (zh) * 2016-10-31 2019-07-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种柔性直流输电系统换流器运行在孤岛状态下故障限流控制与保护配合方法
CN107863758B (zh) * 2016-11-02 2019-07-16 东北电力大学 Mmc直流电压保护的改进方法
CN106385015B (zh) * 2016-11-11 2019-03-01 清华大学 柔性直流输电线路的保护方法和保护装置
CN106505512B (zh) * 2016-12-07 2019-01-08 北京四方继保自动化股份有限公司 柔直控制系统暂时闭锁后再次解锁次数超值跳闸方法
GB2566123B (en) * 2016-12-07 2022-10-19 Beijing Sifang Automation Co Tripping method applicable to situation that number of unlocking times exceeds limit since flexible DC control system has been temporarily locked
CN107171297B (zh) * 2017-05-18 2019-02-05 许继集团有限公司 一种基于fpga的防止继电保护误动作的方法及系统
CN108134379B (zh) * 2018-01-24 2024-06-14 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种具有故障主动处理功能的配电网系统
CN111342557B (zh) * 2020-03-13 2023-06-30 重庆瑞盾科技发展有限公司 一种基站发电取信装置、备电系统、取信方法及备电方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE380947B (sv) * 1974-04-05 1975-11-17 Asea Ab Stromriktaranordning omfattande atminstone tva stromriktare
CN202014104U (zh) * 2011-04-11 2011-10-19 河南天创风电设备有限公司 一种风力发电用低压穿越装置
CN102820673B (zh) * 2012-08-10 2014-10-08 沈阳工业大学 一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统及方法
CN102879712A (zh) * 2012-10-22 2013-01-16 重庆市电力公司长寿供电局 一种配电网终端故障定位系统及方法
CN103023037B (zh) * 2012-11-19 2014-03-12 中国电力科学研究院 以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统
CN103296671B (zh) * 2013-04-09 2016-08-10 国家电网公司 用于柔性直流输电系统交流侧过电压保护装置及保护方法
CN103904677B (zh) * 2014-03-27 2015-09-23 浙江大学 一种vsc-hvdc在联网与孤岛运行方式间的切换控制方法
CN104201706A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 北京艾科迈新能源科技有限公司 一种兼顾故障穿越与并离网无缝切换的储能协调控制方法
CN204422697U (zh) * 2014-12-24 2015-06-24 国网浙江省电力公司文成县供电公司 配电网故障定位装置
CN104950205B (zh) * 2015-06-30 2019-01-04 南方电网科学研究院有限责任公司 一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法
CN104953568B (zh) * 2015-07-17 2017-11-07 江苏雪梅制冷设备有限公司 一种柔性直流输电系统的故障保护方法
CN105071353B (zh) * 2015-08-28 2018-05-04 中国神华能源股份有限公司 一种次同步动态稳定器的多重化保护装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Comparison of fault currents in multiterminal HVDC grids with different grounding schemes》;Matthias K. Bucher et al;《2014 IEEE PES General Meeting | Conference & Exposition》;20141030;第1-5页 *
柔性直流输电系统交直流并列运行与孤岛运行;文安等;《电力自动化设备》;20140731;第34卷(第7期);第99-106页 *

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