CN108964110B - 一种继发性换相失败的判别方法及系统 - Google Patents

一种继发性换相失败的判别方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108964110B
CN108964110B CN201810834809.2A CN201810834809A CN108964110B CN 108964110 B CN108964110 B CN 108964110B CN 201810834809 A CN201810834809 A CN 201810834809A CN 108964110 B CN108964110 B CN 108964110B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc
angle
minimum
quenching
station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810834809.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108964110A (zh
Inventor
沈沉
郑宽
陈颖
黄少伟
于智同
张璐
包海龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201810834809.2A priority Critical patent/CN108964110B/zh
Publication of CN108964110A publication Critical patent/CN108964110A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108964110B publication Critical patent/CN108964110B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本发明公开了一种继发性换相失败的判别方法及系统，该方法包括：基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角；根据各个逆变站的熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线；判断最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，若是，确定最小熄弧角的逆变站换相失败并获取最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；判断最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，若否，确定最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。本发明实现了判别换相失败的类型为继发性换相失败，进而提高了预防换相失败的效果。

Description

一种继发性换相失败的判别方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及一种继发性换相失败的判别方法及系统。
背景技术
在多馈入高压直流输电(Multi-Infeed High-Voltage Direct Current,MI-HVDC)系统中，逆变站可能在交流系统故障发生后遭受两种电压扰动：(1)交流系统故障本身造成的电压扰动，定义为一次电压扰动；(2)若某个逆变站发生换相失败，则会导致该逆变站及与之相邻的其他逆变站的换流母线电压进一步跌落，定义这种电压的进一步跌落为二次电压扰动。与两种电压扰动对应，可能存在两种换相失败情形：(1)一次电压扰动足以导致逆变站发生换相失败，将逆变站发生的换相失败定义为原发性换相失败；(2)一次电压扰动叠加上二次电压扰动，导致逆变站发生换相失败，将逆变站发生的换相失败定义为继发性换相失败。
现有的换相失败判断方法有两种：(1)熄弧角判断方法。换相失败机理的研究表明，换相失败的本质是熄弧角小于熄弧角临界值，因此测得逆变站的熄弧角小于或等于熄弧角临界值，则判定发生了换相失败。(2)电压判断方法。最小电压降ΔVc的表达式如下所示：
Figure BDA0001744254710000011
式中，Xcpu表示换相电抗的标幺值，γ0表示熄弧角的稳态值。
若求得逆变站换流母线的电压降大于或等于最小电压降，则判定发生了换相失败。
通过熄弧角判断方法判定的换相失败既有可能属于原发性换相失败，也有可能属于继发性换相失败，无法确定其类型。通过电压判断方法判定的换相失败属于原发性换相失败。根据现有的两种换相失败判断，均无法判断继发性换相失败。由于原发性换相失败不可预防，而继发性换相失败可以预防，因此为提高预防换相失败的效果，本领域技术人员亟需提供一种如何判别换相失败的类型为继发性换相失败的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种继发性换相失败的判别方法及系统，以实现判别换相失败的类型为继发性换相失败，进而提高预防换相失败的效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种继发性换相失败的判别方法，所述方法包括：
基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角；
根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线；
判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；
判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
可选的，所述方法还包括：
当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
可选的，所述方法还包括：
当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
可选的，所述基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，具体包括：
对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角。
本发明还提供一种继发性换相失败判别系统，所述系统包括：
熄弧角获取单元，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角；
确定单元，用于根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线；
第一判断单元，用于判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果；
换相失败确定单元，用于当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；
第二判断单元，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
继发性换相失败确定单元，用于当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
可选的，所述系统还包括：
换相正常确定单元，用于当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
可选的，所述系统还包括：
原发性换相失败确定单元，用于当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
可选的，所述熄弧角获取单元具体包括：
简化子单元，用于对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
等效子单元，用于将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
故障场景构建子单元，用于根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
熄弧角测量子单元，用于利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的继发性换相失败的判别方法及系统通过等效故障法和熄弧角判据判别换相是否失败，当换相失败后再通过电压判据判别是否为原发性换相失败，若不是原发性换相失败，则换相失败即为继发性换相失败。本发明的判别方法及系统不仅高效，且精度高。判断出继发性换相失败后，可以预防这种继发性换相失败，提高换相失败预防控制的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的继发性换相失败的判别方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的继发性换相失败的判别系统的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种继发性换相失败的判别方法及系统，以实现判别换相失败的类型为继发性换相失败，进而提高预防换相失败的效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
交流故障f发生后逆变站A发生继发性换相失败的充分必要条件为：
(1)逆变站A不发生原发性换相失败；
(2)逆变站A的相邻逆变站中至少有一个逆变站发生了原发性换相失败，将发生原发性换相失败的逆变站统称为逆变站B；
(3)故障f对逆变站A的影响叠加上换相失败传播作用，足以引起逆变站A发生换相失败。
因此本发明是根据继发性换相失败的充要条件判别继发性换相失败，具体方案如下：
如图1所示，本实施例提供的继发性换相失败的判别方法包括：
步骤101：基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角。
该步骤具体包括以下步骤：
对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角。
步骤102：根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线。
步骤103：判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果。
步骤104：当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压。
当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
即通过熄弧角判据判断出故障发生后某一逆变站是否发生换相失败，如发生则进一步判断换相失败的类别，若换相正常则判断下一逆变站的换相是否失败，直至所有逆变站都判断结束。
步骤105：判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
步骤106：当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
进一步判别是通过换流母线电压来判别的，根据换流母线电压与换流母线电压临界值的大小关系可以识别出换相失败的类别。
如图2所示，与上述实施例提供的继发性换相失败判别方法对应的本实施例提供的继发性换相失败判别系统包括：
熄弧角获取单元201，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角。
确定单元202，用于根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线。
第一判断单元203，用于判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果。
换相失败确定单元204，用于当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压。
换相正常确定单元205，用于当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
第二判断单元206，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
继发性换相失败确定单元207，用于当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
原发性换相失败确定单元208，用于当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
上述熄弧角获取单元201具体包括：
简化子单元，用于对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
等效子单元，用于将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
故障场景构建子单元，用于根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
熄弧角测量子单元，用于利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角。
通过等效故障法和熄弧角判据判别换相是否失败，当换相失败后再通过电压判据判别是否为原发性换相失败，若不是原发性换相失败，则换相失败即为继发性换相失败。本发明的判别方法及系统不仅高效，且精度高。判断出继发性换相失败后，可以预防这种继发性换相失败，提高换相失败预防控制的效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种继发性换相失败判别方法，其特征在于，所述方法包括：
基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，具体包括：
对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角；
根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线；
判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；
判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
2.根据权利要求1所述的继发性换相失败判别方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
3.根据权利要求1所述的继发性换相失败判别方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
4.一种继发性换相失败判别系统，其特征在于，所述系统包括：
熄弧角获取单元，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，所述熄弧角获取单元具体包括：
简化子单元，用于对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；
等效子单元，用于将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；
故障场景构建子单元，用于根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；
熄弧角测量子单元，用于利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角；
确定单元，用于根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线；
第一判断单元，用于判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果；
换相失败确定单元，用于当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；
第二判断单元，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否小于或等于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；
继发性换相失败确定单元，用于当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败。
5.根据权利要求4所述的继发性换相失败判别系统，其特征在于，所述系统还包括：
换相正常确定单元，用于当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。
6.根据权利要求4所述的继发性换相失败判别系统，其特征在于，所述系统还包括：
原发性换相失败确定单元，用于当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。
CN201810834809.2A 2018-07-26 2018-07-26 一种继发性换相失败的判别方法及系统 Active CN108964110B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810834809.2A CN108964110B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 一种继发性换相失败的判别方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810834809.2A CN108964110B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 一种继发性换相失败的判别方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108964110A CN108964110A (zh) 2018-12-07
CN108964110B true CN108964110B (zh) 2020-05-01

Family

ID=64463473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810834809.2A Active CN108964110B (zh) 2018-07-26 2018-07-26 一种继发性换相失败的判别方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108964110B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109873443B (zh) * 2019-04-12 2020-06-30 重庆大学 基于临界电压的电网故障下直流连续换相失败预测方法
CN114079290B (zh) * 2020-08-18 2024-04-12 许继电气股份有限公司 一种在pss/e中模拟直流输电系统换相失败的方法及装置
CN112787352B (zh) * 2021-01-21 2022-03-22 浙江科技学院 基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法
CN115000960B (zh) * 2022-08-02 2022-10-14 东南大学溧阳研究院 考虑换相裕度的多馈入系统换相失败预测协调控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979843A (zh) * 2014-12-22 2015-10-14 中国南方电网有限责任公司 一种提高判别直流换相失败准确率的仿真方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979843A (zh) * 2014-12-22 2015-10-14 中国南方电网有限责任公司 一种提高判别直流换相失败准确率的仿真方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108964110A (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108964110B (zh) 一种继发性换相失败的判别方法及系统
CN107069682B (zh) 一种基于直流控制系统的高压直流输电线路后备保护方法
US9494635B2 (en) Islanding detection in electricity distribution network
CN109444640A (zh) 一种配电网单相高阻接地故障检测方法、系统及存储介质
CN103812129A (zh) 一种多馈入直流输电系统换相失败的判断方法
CN104836330B (zh) 备自投装置母线pt三相断线快速检测方法和防误动方法
US11209474B2 (en) Method for locating phase faults in a microgrid
Li et al. Reliability equivalence and sensitivity analysis to UHVDC systems based on the matrix description of the F&D method
CN108490369B (zh) 高压直流输电系统换流器快速故障定位方法
CN108120902B (zh) 一种输电线路故障快速判别方法
CN109525001A (zh) 特高压分层接入下的换相失败预防协调控制方法及系统
CN109387724A (zh) 基于纵向分析横向修正的同步调相机故障诊断方法
CN115000960B (zh) 考虑换相裕度的多馈入系统换相失败预测协调控制方法
Zainan et al. A fast pilot protection for DC distribution networks considering the whole fault process
CN110635503A (zh) 一种换相失败预测控制启动电压值优化方法
CN106655115A (zh) 基于综合序分量的差动保护判别方法
Kim et al. Active TCC based protection coordination scheme for networked distribution system
Liu et al. A concurrent commutation failure detection method for multi-infeed HVDC systems
CN112968462A (zh) 换流站过电压控制方法、极控制系统及过电压控制系统
CN107994619B (zh) 一种多馈入直流输电系统开机方式优化方法和系统
Yu et al. Voltage-based fault identification for a PMU-based wide area backup protection scheme
CN112630592A (zh) 常规直流阀区故障定位方法
Valbuena et al. Loss of Coordination in a Protection Scheme due to DG assessed by means of Reliability Analysis
Gnudi et al. Commutation Failure Immunity Monitoring: the Italian Operation Experience
CN108988352B (zh) 一种静止同步补偿器优化配置方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant