CN106410767B - 一种直流100Hz保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直流100Hz保护方法及系统，涉及直流保护技术领域，用于解决直流100Hz保护因电网交流系统故障而出现保护误动的问题。该直流100Hz保护方法包括：检测整流站和逆变站，判断其直流侧是否存在100Hz谐波分量；如果否，则不启动直流100Hz保护；如果是，则基于模糊逻辑理论，根据整流站与逆变站的站间通信是否正常，对应确定整流站基波负序电压的综合隶属度、逆变站基波负序电压的综合隶属度或确定整流站100Hz谐波分量的隶属度、逆变站100Hz谐波分量的隶属度，进而判断是否执行直流100Hz保护。本发明提供的直流100Hz保护方法及系统用于交直流混合运行电网的运行保护。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电控制保护技术领域，尤其涉及一种直流100Hz保护方法及系统。
背景技术
目前，直流100Hz保护作为电网直流系统的一种基本保护类型，直流100Hz保护系统只能通过检测电网直流系统中是否存在100Hz谐波分量，对应确定是否启动电网直流系统的直流100Hz保护控制，以便为电网换相失败、触发系统故障或阀体故障等提供后备保护。
然而，当电网交流系统发生不对称故障时，在换流器的作用下，电网交流系统中出现的基波负序电压会导致电网直流系统产生二次谐波电势，而该二次谐波电势又会在电网直流系统中生成二次谐波电流，也就是100Hz谐波分量。这样将导致直流100Hz保护系统在检测到电网直流系统中存在100Hz谐波分量后，会违背电网“交流系统故障，直流保护尽量不动作”的原则，使电网直流系统的直流100Hz保护误启动，从而引起电网直流系统出现非必要的功率下降或运行停止，降低电网直流系统的可靠性和可用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流100Hz保护方法及系统，用于解决直流100Hz保护因电网交流系统故障而出现保护误动的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种直流100Hz保护方法，包括以下步骤：
步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，确定整流站的直流侧和逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；
如果存在，则转入步骤200；
如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
步骤200，判断整流站与逆变站的站间通信是否正常；
如果正常，则转入步骤310；
如果异常，则转入步骤320；
步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量；
根据第一基波负序电压含量，确定第一基波负序电压隶属度函数，进而确定第一基波负序电压的第一综合隶属度；
根据第二基波负序电压含量，确定第二基波负序电压隶属度函数，进而确定第二基波负序电压的第二综合隶属度；
比较第一综合隶属度与第一预设阈值的大小，比较第二综合隶属度与第二预设阈值的大小；
如果第一综合隶属度＞第一预设阈值，或第二综合隶属度＞第二预设阈值，则闭锁整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
如果第一综合隶属度≤第一预设阈值，且第二综合隶属度≤第二预设阈值，则执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；
根据100Hz第一谐波分量，确定100Hz第一谐波分量隶属度；100Hz第一谐波分量隶属度为0时，无延时执行整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度为1时，闭锁整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第一延时后执行整流站直流100Hz保护；
根据100Hz第二谐波分量，确定100Hz第二谐波分量隶属度；100Hz第二谐波分量隶属度为0时，无延时执行逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度为1时，闭锁逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第二延时后执行逆变站直流100Hz保护。
与现有技术相比，本发明提供的直流100Hz保护方法具有以下有益效果：
本发明所提供的直流100Hz保护方法，在确定整流站直流侧和逆变站直流侧存在100Hz谐波分量后，增加进一步判断整流站与逆变站的站间通信是否正常的判断过程，并根据该判断结果，对应获取整流站交流侧第一基波负序电压含量、逆变站交流侧第二基波负序电压含量，或者获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量、逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量，在模糊逻辑理论的基础上，分别对应确定整流站第一基波负序电压的第一综合隶属度和逆变站第二基波负序电压的第二综合隶属度，或者确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度；然后，根据各隶属度的类型和数值，能够快速判别引起直流100Hz谐波分量存在的故障类型，使得整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护可以根据所判别的故障类型，确定是否执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护，以及确定整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护是否需要延时执行。
因此，当电网交流系统发生不对称故障而导致电网直流系统中存在100Hz谐波分量时，本发明提供的直流100Hz保护方法，能够分析确定出导致100Hz谐波分量存在的故障原因，这样也就可以避免电网直流系统的直流100Hz保护因电网交流系统故障而误启动，也就是说电网直流系统的直流100Hz保护只会针对电网直流系统故障而进行保护控制，从而使得电网交流系统出现故障时，电网直流系统的直流100Hz保护并不会引起电网直流系统出现非必要的功率下降或运行停止，有助于提高电网直流系统的可靠性和可用率。
本发明还提供了一种直流100Hz保护系统，用于实施上述技术方案提供的直流100Hz保护方法，所述直流100Hz保护系统包括检测模块、中央处理模块和执行模块；检测模块分别与整流站和逆变站信号连接，中央处理模块与检测模块信号连接，执行模块分别与中央处理模块、整流站、逆变站信号连接；其中，
检测模块用于检测整流站的电信号信息和逆变站的电信号信息并输出至中央处理模块；执行模块用于接收中央处理模块发送的控制指令，根据该控制指令控制整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
中央处理模块包括第一判断单元、第二判断单元、第一处理单元和第二处理单元；其中，
检测模块、第二判断单元、执行模块分别与第一判断单元信号连接，第一判断单元用于：判断整流站的直流侧和逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量，如果判断结果为是，则第一判断单元将启动第二判断单元的控制指令输出至第二判断单元，如果判断结果为否，则第一判断单元将不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；
检测模块、第一处理单元、第二处理单元分别与第二判断单元信号连接，第二判断单元用于：判断整流站与逆变站的站间通信是否正常，如果判断结果为是，则第二判断单元将启动第一处理单元的控制指令输出至第一处理单元，如果判断结果为否，则第二判断单元将启动第二处理单元的控制指令输出至第二处理单元；
检测模块、执行模块分别与第一处理单元信号连接，第一处理单元用于：根据检测模块检测的整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量信息和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量信息，对应确定第一基波负序电压隶属度函数和第一综合隶属度，以及确定第二基波负序电压隶属度函数和第二综合隶属度，然后，分别比较第一综合隶属度与第一预设阈值的大小、以及第二综合隶属度与第二预设阈值的大小，如果第一综合隶属度＞第一预设阈值，或第二综合隶属度＞第二预设阈值，则第一处理单元将闭锁整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块，如果第一综合隶属度≤第一预设阈值，且第二综合隶属度≤第二预设阈值，则第一处理单元将执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；
检测模块、执行模块分别与第二处理单元信号连接，第二处理单元用于：根据检测模块检测的整流站100Hz第一谐波分量信息和逆变站100Hz第二谐波分量信息，对应确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度，当100Hz第一谐波分量隶属度为0时，第二处理单元将无延时执行整流站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；100Hz第一谐波分量隶属度为1时，第二处理单元将闭锁整流站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，第二处理单元将经过第一延时后执行整流站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；当100Hz第二谐波分量隶属度为0时，第二处理单元将无延时执行逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；100Hz第二谐波分量隶属度为1时，第二处理单元将闭锁逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，第二处理单元将经过第二延时后执行逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块。
与现有技术相比，本发明提供的直流100Hz保护系统所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的直流100Hz保护方法所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的直流100Hz保护方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的整流站与逆变站站间通信正常时直流100Hz保护方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的整流站与逆变站站间通信异常时直流100Hz保护方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的第一基波负序电压隶属度函数图；
图5为本发明实施例提供的100Hz第一谐波分量的第一隶属度函数图；
图6为本发明实施例提供的直流100Hz保护系统的结构示意图。
附图标记：
1-整流站， 2-逆变站，
3-检测模块， 4-中央处理模块，
41-第一判断单元， 42-第二判断单元，
43-第一处理单元， 44-第二处理单元，
5-执行模块。
具体实施方式
为便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的直流100Hz保护方法及系统进行详细描述。
参阅图1-3，本发明实施例提供的直流100Hz保护方法，包括以下步骤：
步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，确定整流站的直流侧和逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；
如果存在，则转入步骤200；
如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
步骤200，判断整流站与逆变站的站间通信是否正常；
如果正常，则转入步骤310；
如果异常，则转入步骤320；
步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量x1和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量x2；
根据第一基波负序电压含量x2，确定第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)，进而确定第一基波负序电压的第一综合隶属度u1∑(x1)；
根据第二基波负序电压含量x2，确定第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)，进而确定第二基波负序电压的第二综合隶属度u2Σ(x2)；
比较第一综合隶属度u1Σ(x1)与第一预设阈值Uset1的大小，比较第二综合隶属度u2Σ(x2)与第二预设阈值Uset2的大小；
如果第一综合隶属度u1Σ(x1)＞第一预设阈值Uset1，或第二综合隶属度u2∑(x2)＞第二预设阈值Uset2，则闭锁整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
如果第一综合隶属度u1∑(x1)≤第一预设阈值Uset1，且第二综合隶属度u2∑(x2)≤第二预设阈值Uset2，则执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；
根据100Hz第一谐波分量y1，确定100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)；100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)为0时，无延时执行整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)为1时，闭锁整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)大于0且小于1时，经过第一延时td1后执行整流站直流100Hz保护；
根据100Hz第二谐波分量y2，确定100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)；100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)为0时，无延时执行逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)为1时，闭锁逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)大于0且小于1时，经过第二延时td2后执行逆变站直流100Hz保护。
本发明实施例所提供的直流100Hz保护方法，在确定整流站直流侧和逆变站直流侧存在100Hz谐波分量后，增加进一步判断整流站与逆变站的站间通信是否正常的判断过程，并根据该判断结果，对应获取整流站交流侧第一基波负序电压含量x1、逆变站交流侧第二基波负序电压含量x2，或者获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量、逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量，在模糊逻辑理论的基础上，分别对应确定整流站第一基波负序电压的第一综合隶属度u1∑(x1)和逆变站第二基波负序电压的第二综合隶属度u2∑(x2)，或者确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)；然后，根据各隶属度的类型和数值，能够快速判别引起直流100Hz谐波分量存在的故障类型，使得整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护可以根据所判别的故障类型，确定是否执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护，以及确定整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护是否需要延时执行。
因此，当电网交流系统发生不对称故障而导致电网直流系统中存在100Hz谐波分量时，本发明实施例提供的直流100Hz保护方法，能够分析确定出导致100Hz谐波分量存在的故障原因，这样也就可以避免电网直流系统的直流100Hz保护因电网交流系统故障而误启动，也就是说电网直流系统的直流100Hz保护只会针对电网直流系统故障进行保护控制，从而使得电网交流系统出现故障时，电网直流系统的直流100Hz保护并不会引起电网直流系统出现非必要的功率下降或运行停止，有助于提高电网直流系统的可靠性和可用率。
值得一提的是，上述实施例中提到的第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)和第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)均属于同一隶属度函数，二者具有相同的函数表达式，对其进行第一和第二的划分只是为了清楚说明上述实施例中各步骤的实施方法，即对应整流站建立的基波负序电压隶属度函数限定为第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)，对应逆变站建立的基波负序电压隶属度函数限定为第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)，此外并无其他实质限定。
具体实施时，第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)和第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)可由本领域技术人员在模糊逻辑的基础上，根据引起电网直流系统存在100Hz谐波分量的各不同故障类型以及实际工程经验建立获得。
可选的，步骤310中，第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)通过如下方法确定：
获取第一基波负序电压含量x1，预设基波负序电压含量第一参考值C1和第二参考值C2，第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)为：
第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)通过如下方法确定：
获取第二基波负序电压含量x2，预设基波负序电压含量第三参考值C3和第四参考值C4，第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)为：
需要说明的，第一参考值C1、第二参考值C2、第三参考值C3、第四参考值C4均为本领域技术人员根据基波负序电压含量的相关技术标准以及实际工程经验自行设定，其中，第一参考值C1和第三参考值C3可为同一预设参考值，第二参考值C2和第四参考值C4可为同一预设参考值。
上述实施例中，引起电网直流系统存在100Hz谐波分量的各不同故障类型可包括交流系统故障和直流系统故障，而交流系统故障又包括阀故障、阀基电子设备故障、励磁涌流等多种，本发明提供的实施例以所属故障为励磁涌流为例详细说明如下：
针对励磁涌流故障，预设第一参考值C1为1％，第二参考值C2为3％，其第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)对应的函数图如图4所示；当第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)等于0时，可确定引起整流站直流侧存在100Hz谐波分量的故障属于直流系统故障；当第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)等于1时，可确定引起整流站直流侧存在100Hz谐波分量的故障是励磁涌流；当第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)在0到1之间时，第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)的函数值为整流站直流侧电流存在100Hz谐波分量的故障属于励磁涌流的概率。特殊情况，如果预设的第二参考值C2与第一参考值C1相等，则第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)由模糊集合蜕变为普通集合，其对应的整流站的直流100Hz保护与现有技术中的直流100Hz保护相同。
针对励磁涌流故障，预设第三参考值C3为1％，第四参考值C4为3％，当第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)等于0时，可确定引起逆变站直流侧存在100Hz谐波分量的故障属于直流系统故障；当第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)等于1时，可确定引起逆变站直流侧存在100Hz谐波分量的故障是励磁涌流；当第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)在0到1之间时，第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)的函数值为逆变站直流侧电流存在100Hz谐波分量的故障属于励磁涌流的概率。
值得一提的是，上述实施例中提到的第一综合隶属度u1∑(x1)和第二综合隶属度u2∑(x2)，对其进行第一和第二的划分也只是为了清楚说明上述实施例中各步骤的实施方法，即对应第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)获取的整流站基波负序电压综合隶属度限定为第一综合隶属度u1∑(x1)，对应第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)获取的逆变站基波负序电压综合隶属度限定为第二综合隶属度u2∑(x2)，此外并无其他实质限定。
具体实施时，第一综合隶属度u1∑(x1)通过如下方法确定：
其中，x1A为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1A)为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1B为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1B)为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1C为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1C)为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压隶属度函数；
第二综合隶属度u2∑(x2)通过如下方法确定：
其中，x2A为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2A)为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2B为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2B)为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2C为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2C)为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压隶属度函数。
在上述实施例的基础上，当确定第一综合隶属度u1∑(x1)和第二综合隶属度u2∑(x2)之后，比较第一综合隶属度u1∑(x1)与第一预设阈值Uset1的大小，比较第二综合隶属度u2∑(x2)与第二预设阈值Uset2的大小，其中，第一预设阈值Uset1和第二预设阈值Uset2均可由本领域技术人员根据基波负序电压相关技术标准以及实际工程经验自行设定，本实施例中，第一预设阈值Uset1和第二预设阈值Uset2可预设为0.5；如果第一综合隶属度u1∑(x1)＞第一预设阈值Uset1，则比较结果输出为1，反之为0；如果第二综合隶属度u2Σ(x2)＞第二预设阈值Uset2，则比较结果输出为1，反之为0。
整流站与逆变站之间通信正常，第一综合隶属度u1∑(x1)和第一预设阈值Uset1的比较结果可传输至逆变站，而第二综合隶属度u2∑(x2)和第二预设阈值Uset2的比较结果可传输至整流站。然后，整流站将第一综合隶属度u1∑(x1)和第一预设阈值Uset1的比较结果，与逆变站传送至整流站的第二综合隶属度u2∑(x2)和第二预设阈值Uset2的比较结果进行“或”逻辑，如果其输出结果为1，也就是如果第一综合隶属度u1∑(x1)＞第一预设阈值Uset1，或第二综合隶属度u2∑(x2)＞第二预设阈值Uset2，则闭锁整流站直流100Hz保护，具体可为闭锁整流站直流100Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；如果其输出结果为0，也就是如果第一综合隶属度u1∑(x1)≤第一预设阈值Uset1，且第二综合隶属度u2∑(x2)≤第二预设阈值Uset2，则执行整流站直流100Hz保护。
同理，逆变站将第二综合隶属度u2∑(x2)和第二预设阈值Uset2的比较结果，与整流站传送至逆变站的第一综合隶属度u1∑(x1)和第一预设阈值Uset1的比较结果进行“或”逻辑，如果其输出结果为1，也就是如果第一综合隶属度u1∑(x1)＞第一预设阈值Uset1，或第二综合隶属度u2∑(x2)＞第二预设阈值Uset2，则闭锁逆变站直流100Hz保护，具体可为闭锁逆变站直流100Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；如果其输出结果为0，也就是如果第一综合隶属度u1∑(x1)≤第一预设阈值Uset1，且第二综合隶属度u2∑(x2)≤第二预设阈值Uset2，则执行逆变站直流100Hz保护。
值得一提的是，上述实施例步骤320中提到的100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)和100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)均属于同一隶属度函数，二者具有相同的函数表达式，对其进行第一和第二的划分只是为了清楚说明上述实施例中各步骤的实施方法，即对应整流站获取的100Hz第一谐波分量的隶属度限定为100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)，对应逆变站获取的100Hz第二谐波分量的隶属度限定为100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)，此外并无其他实质限定。
具体实施时，100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)和100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)可由本领域技术人员在模糊逻辑的基础上，根据引起电网直流系统存在100Hz谐波分量的各不同故障类型以及实际工程经验建立获得。
可选的，步骤320中，整流站100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)通过如下方法确定：
其中，y1为整流站100Hz第一谐波分量，C5为预设的100Hz谐波分量第五参考值，C6为预设的100Hz谐波分量第六参考值；
逆变站100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)通过如下方法确定：
其中，y2为逆变站100Hz第二谐波分量，C7为预设的100Hz谐波分量第七参考值，C8为预设的100Hz谐波分量第八参考值。
需要说明的是，第五参考值C5、第六参考值C6、第七参考值C7、第八参考值C8均为本领域技术人员根据100Hz谐波分量的相关技术标准以及实际工程经验自行设定，其中，第五参考值C5和第七参考值C7可为同一预设参考值，第六参考值C6和第八参考值C8可为同一预设参考值。
需要说明的是，上述实施例步骤320中，第一延时td1＝[v1(y1)-vset1]tk1，第二延时td2＝[v2(y2)-vset2]tk2；其中，vset1为预设100Hz谐波综合隶属度的第一整定值，vset2为预设100Hz谐波综合隶属度的第二整定值，tk1为预设延时的第一时间常数，tk2为预设延时的第二时间常数，均可由本领域技术人员根据实际工程经验自行设定。
本发明提供的实施例继续以所属故障为励磁涌流为例说明如下：
针对励磁涌流故障，预设第五参考值C5为3％，第六参考值C6为7％，其100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)对应的函数图如图5所示；当100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)等于0时，可确定引起整流站直流侧存在100Hz谐波分量的故障属于直流系统故障，无延时立即执行整流站直流100Hz保护；当100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)等于1时，可确定引起整流站直流侧存在100Hz谐波分量的故障是励磁涌流，闭锁整流站直流100Hz保护，通常闭锁整流站直流100Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；当100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)在0到1之间时，经过第一延时td1后执行整流站直流100Hz保护。
针对励磁涌流故障，预设第七参考值C7为3％，第八参考值C8为7％，当100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)等于0时，可确定引起逆变站直流侧存在100Hz谐波分量的故障属于直流系统故障，无延时立即执行逆变站直流100Hz保护；当100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)等于1时，可确定引起逆变站直流侧存在100Hz谐波分量的故障是励磁涌流，闭锁逆变站直流100Hz保护，通常闭锁逆变站直流100Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；当100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)在0到1之间时，经过第二延时td2后，执行逆变站直流100Hz保护。
参阅图6，本发明实施例还提供一种直流100Hz保护系统，用于实施上述实施例提供的直流100Hz保护方法。这种直流100Hz保护系统包括检测模块3、中央处理模块4和执行模块5；检测模块3分别与整流站1和逆变站2信号连接，中央处理模块4与检测模块3信号连接，执行模块5分别与中央处理模块4、整流站1、逆变站2信号连接；其中，
检测模块3用于检测整流站1的电信号信息和逆变站2的电信号信息并输出至中央处理模块4；执行模块5用于接收中央处理模块4发送的控制指令，根据该控制指令控制整流站1直流100Hz保护和逆变站2直流100Hz保护；
中央处理模块4包括第一判断单元41、第二判断单元42、第一处理单元43和第二处理单元44；其中，
检测模块3、第二判断单元42、执行模块5分别与第一判断单元41信号连接，第一判断单元41用于：判断整流站1的直流侧和逆变站2的直流侧是否存在100Hz谐波分量，如果判断结果为是，则第一判断单元41将启动第二判断单元42的控制指令输出至第二判断单元42，如果判断结果为否，则第一判断单元41将不启动整流站1直流100Hz保护和逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；
检测模块3、第一处理单元43、第二处理单元44分别与第二判断单元42信号连接，第二判断单元42用于：判断整流站1与逆变站2的站间通信是否正常，如果判断结果为是，则第二判断单元42将启动第一处理单元43的控制指令输出至第一处理单元43，如果判断结果为否，则第二判断单元42将启动第二处理单元44的控制指令输出至第二处理单元44；
检测模块3、执行模块5分别与第一处理单元43信号连接，第一处理单元43用于：根据检测模块3检测的整流站1交流侧三相电压的第一基波负序电压含量x1信息和逆变站2交流侧三相电压的第二基波负序电压含量x2信息，对应确定第一基波负序电压隶属度函数u1(x)和第一综合隶属度u1∑(x1)，以及确定第二基波负序电压隶属度函数u2(x)和第二综合隶属度u2∑(x2)，然后，分别比较第一综合隶属度u1∑(x1)与第一预设阈值Uset1的大小、以及第二综合隶属度u2∑(x2)与第二预设阈值Uset2的大小，如果第一综合隶属度u1∑(x1)＞第一预设阈值Uset1，或第二综合隶属度u2∑(x2)＞第二预设阈值Uset2，则第一处理单元43将闭锁整流站1直流100Hz保护和逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5，如果第一综合隶属度u1∑(x1)≤第一预设阈值Uset1，且第二综合隶属度u2∑(x2)≤第二预设阈值Uset2，则第一处理单元43将执行整流站1直流100Hz保护和逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；
检测模块3、执行模块5分别与第二处理单元44信号连接，第二处理单元44用于：根据检测模块3检测的整流站100Hz第一谐波分量信息和逆变站100Hz第二谐波分量信息，对应确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)，然后，当100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)为0时，第二处理单元44将无延时执行整流站1直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)为1时，第二处理单元44将闭锁整流站1直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)大于0且小于1时，第二处理单元44将经过第一延时后执行整流站1直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；当100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)为0时，第二处理单元44将无延时执行逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)为1时，第二处理单元44将闭锁逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5；100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)大于0且小于1时，第二处理单元44将经过第二延时后执行逆变站2直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块5。
本发明实施例提供的直流100Hz保护系统系统，与本发明实施例提供的直流100Hz保护方法所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
需要补充的是，本发明实施中，第一处理单元43对于其处理过程中第一基波负序电压隶属度函数u1(x)和第一综合隶属度u1Σ(x1)的确定，以及第二基波负序电压隶属度函数u2(x)和第二综合隶属度u2Σ(x2)的确定，均采用本发明实施例提供直流100Hz保护方法中对应的确定方法进行；第二处理单元44对于其处理过程中整流站100Hz第一谐波分量隶属度v1(y1)的确定，以及逆变站100Hz第二谐波分量隶属度v2(y2)的确定，均采用本发明实施例提供直流100Hz保护方法中对应的确定方法进行。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种直流100Hz保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，判断所述整流站的直流侧和所述逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；
如果存在，则转入步骤200；
如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
步骤200，判断所述整流站与所述逆变站的站间通信是否正常；
如果正常，则转入步骤310；
如果异常，则转入步骤320；
步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量；
根据所述第一基波负序电压含量，确定第一基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第一基波负序电压的第一综合隶属度；
根据所述第二基波负序电压含量，确定第二基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第二基波负序电压的第二综合隶属度；
比较所述第一综合隶属度与第一预设阈值的大小，比较所述第二综合隶属度与第二预设阈值的大小；
如果所述第一综合隶属度＞所述第一预设阈值，或所述第二综合隶属度＞所述第二预设阈值，则闭锁所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；
如果所述第一综合隶属度≤所述第一预设阈值，且所述第二综合隶属度≤所述第二预设阈值，则执行所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；
步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；
根据所述100Hz第一谐波分量，确定100Hz第一谐波分量隶属度；所述100Hz第一谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度为1时，闭锁所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第一延时后执行所述整流站直流100Hz保护；
根据所述100Hz第二谐波分量，确定100Hz第二谐波分量隶属度；所述100Hz第二谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度为1时，闭锁所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第二延时后执行所述逆变站直流100Hz保护；
步骤310中，所述第一基波负序电压隶属度函数通过如下方法确定：
获取所述第一基波负序电压含量x1，预设基波负序电压含量第一参考值C1和第二参考值C2，所述第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)为：
所述第二基波负序电压隶属度函数通过如下方法确定：
获取所述第二基波负序电压含量x2，预设基波负序电压含量第三参考值C3和第四参考值C4，所述第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)为：
所述第一综合隶属度通过如下方法确定：
所述第一综合隶属度
其中，x1A为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1A)为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1B为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1B)为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1C为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1C)为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压隶属度函数；
所述第二综合隶属度通过如下方法确定：
所述第二综合隶属度
其中，x2A为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2A)为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2B为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2B)为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2C为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2C)为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压隶属度函数。
2.根据权利要求1所述的直流100Hz保护方法，其特征在于，步骤320中，所述100Hz第一谐波分量隶属度通过如下方法确定：
所述100Hz第一谐波分量隶属度
其中，y1为所述100Hz第一谐波分量，C5为预设的100Hz谐波分量第五参考值，C6为预设的100Hz谐波分量第六参考值；
所述100Hz第二谐波分量隶属度通过如下方法确定：
所述100Hz第二谐波分量隶属度
其中，y2为所述100Hz第二谐波分量，C7为预设的100Hz谐波分量第七参考值，C8为预设的100Hz谐波分量第八参考值。
3.根据权利要求2所述的直流100Hz保护方法，其特征在于，步骤320中，
所述第一延时td1＝[v1(y1)-vset1]tk1；其中，vset1为预设100Hz谐波综合隶属度的第一整定值，tk1为预设延时的第一时间常数；
所述第二延时td2＝[v2(y2)-vset2]tk2；其中，vset2为预设100Hz谐波综合隶属度的第二整定值，tk2为预设延时的第二时间常数。
4.一种直流100Hz保护系统，其特征在于，用于实施如权利要求1～3任一项所述的直流100Hz保护方法，所述直流100Hz保护系统包括检测模块、中央处理模块和执行模块；所述检测模块分别与整流站和逆变站信号连接，所述中央处理模块与所述检测模块信号连接，所述执行模块分别与所述中央处理模块、所述整流站、所述逆变站信号连接；其中，
所述检测模块用于检测所述整流站的电信号信息和所述逆变站的电信号信息并输出至所述中央处理模块；所述执行模块用于接收所述中央处理模块发送的控制指令，根据所述控制指令控制整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；
所述中央处理模块包括第一判断单元、第二判断单元、第一处理单元和第二处理单元；其中，
所述检测模块、所述第二判断单元、所述执行模块分别与所述第一判断单元信号连接，所述第一判断单元用于：判断所述整流站的直流侧和所述逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量，如果判断结果为是，则所述第一判断单元将启动第二判断单元的控制指令输出至所述第二判断单元，如果判断结果为否，则所述第一判断单元将不启动所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；
所述检测模块、所述第一处理单元、所述第二处理单元分别与所述第二判断单元信号连接，所述第二判断单元用于：判断所述整流站与所述逆变站的站间通信是否正常，如果判断结果为是，则所述第二判断单元将启动第一处理单元的控制指令输出至所述第一处理单元，如果判断结果为否，则所述第二判断单元将启动第二处理单元的控制指令输出至所述第二处理单元；
所述检测模块、所述执行模块分别与所述第一处理单元信号连接，所述第一处理单元用于：根据所述检测模块检测的整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量信息和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量信息，对应确定第一基波负序电压隶属度函数和第一综合隶属度，以及确定第二基波负序电压隶属度函数和第二综合隶属度，然后，分别比较所述第一综合隶属度与第一预设阈值的大小、以及所述第二综合隶属度与第二预设阈值的大小，如果所述第一综合隶属度＞所述第一预设阈值，或所述第二综合隶属度＞所述第二预设阈值，则所述第一处理单元将闭锁所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块，如果所述第一综合隶属度≤所述第一预设阈值，且所述第二综合隶属度≤所述第二预设阈值，则所述第一处理单元将执行所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；
所述检测模块、所述执行模块分别与所述第二处理单元信号连接，所述第二处理单元用于：根据所述检测模块检测的整流站100Hz第一谐波分量信息和逆变站100Hz第二谐波分量信息，对应确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度，当所述100Hz第一谐波分量隶属度为0时，所述第二处理单元将无延时执行所述整流站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；所述100Hz第一谐波分量隶属度为1时，所述第二处理单元将闭锁所述整流站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；所述100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，所述第二处理单元将经过第一延时后执行所述整流站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；当所述100Hz第二谐波分量隶属度为0时，所述第二处理单元将无延时执行所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；所述100Hz第二谐波分量隶属度为1时，所述第二处理单元将闭锁所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块；所述100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，所述第二处理单元将经过第二延时后执行所述逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至所述执行模块。
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