CN109066757A - 多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法及装置 - Google Patents

多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，该方法首先检测每个换流站的极连接或极隔离状态，站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统锁定站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态。若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。本发明还相应公开了一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置。

Description

多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法及装置。
背景技术
柔性直流输电系统采用电压源型换流器，可以独立、快速控制系统的有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高交流系统的稳态性能。
随着柔性直流输电技术的发展，多端柔性直流输电、直流电网等也逐步得到推广应用。2013年12月，广东南澳三端柔直投入运行；2014年7月，浙江舟山五端柔直投入运行；2017年，张北直流电网、乌东德三端混合直流等工程也进入项目初期研究阶段。对于已经投运的多端柔性直流输电系统，当单个换流站因故障退出或者检修时，其他换流站需要继续运行。在对单个换流站进行故障排查、检修时，往往会产生跳闸信号，引起其他正常运行换流站的闭锁跳闸，不利于多端柔直系统的安全、稳定运行。尤其是当站间通讯中断的时候，其他运行换流站无法接收到通讯中断的换流站的联网和离网状态，多端柔性直流输电系统无法实施最优化的控制行为，影响系统灵活运行。
因而，有必要寻找一种可靠的判断多端柔性直流系统换流站在网、离网运行状态，尤其是站间通讯中断时状态判断的方法，实现单端换流站的安全检修以及多端柔性直流输电系统的优化运行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足,提供多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法及装置，解决多端柔性直流输电系统中单端换流站故障排查、检修误发跳闸信号引起整个系统跳闸的问题以及多端柔性直流输电系统灵活安全运行的问题。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，首先检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统锁定站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态。
若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
上述方法中，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态时，该换流站的多站连跳信号通过站间通讯发给其他换流站，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，该站的多站连跳信号不发给其他换流站，其中，所述多站连跳信号为能够引起整个多端柔性直流输电系统闭锁、跳闸的信号。
上述方法中，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态，则接收并处理收到的换流站信号，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，则不再接收离网状态换流站的多站连跳信号。
上述方法中，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
上述方法中，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置；
上述方法中，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
上述方法中，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
本发明相应提出了一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，所述装置包括：通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元、联网\离网状态判断单元等，其中，
所述通讯状态检测单元，用于检测站间通讯的正常或异常状态；
所述极连接/隔离判断单元，用于实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；
所述极连接/隔离状态记忆单元，用于存储装置前一检测周期的换流站运行状态检测结果；
所述联网/离网状态判断单元，用于接收通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元的通讯状态、极连接/极隔离状态、前一检测周期的极连接/极隔离状态，据此来判断换流站处于联网/离网状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离判断单元实时检测的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离状态记忆单元锁定的站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态；若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置；
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
上述装置中，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，解决多端柔性直流输电系统中单端换流站故障排查、检修误发跳闸信号引起整个系统跳闸的问题；
(2)本发明提供的多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，可以使多端柔性直流输电系统更可靠的采集换流站的运行状态，优化安全运行的问题。
附图说明
图1为三端柔性直流输电系统示意图；
图2为本发明提出的换流站运行状态判断流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明公开了一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，首先检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统锁定站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态。
若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
上述方法中，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态时，该换流站的多站连跳信号通过站间通讯发给其他换流站，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，该站的多站连跳信号不发给其他换流站，其中，所述多站连跳信号为能够引起整个多端柔性直流输电系统闭锁、跳闸的信号。
上述方法中，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态，则接收并处理收到的换流站信号，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，则不再接收离网状态换流站的多站连跳信号。
上述方法中，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
上述方法中，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置；
上述方法中，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
上述方法中，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
本发明相应公开了一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，所述装置包括：通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元、联网\离网状态判断单元等，其中，
所述通讯状态检测单元，用于检测站间通讯的正常或异常状态；
所述极连接/隔离判断单元，用于实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；
所述极连接/隔离状态记忆单元，用于存储装置前一检测周期的换流站运行状态检测结果；
所述联网/离网状态判断单元，用于接收通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元的通讯状态、极连接/极隔离状态、前一检测周期的极连接/极隔离状态，据此来判断换流站处于联网/离网状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离判断单元实时检测的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离状态记忆单元锁定的站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态；若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置；
上述装置所述极连接/隔离判断单元中，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
上述装置中，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
以图1的三端柔性直流输电系统的示意图为例，图1中ZB代表直流极隔离装置，ZLB代表直流线路隔离装置。当ZB1_1和ZB1_2合位时，表明换流站1极连接，当ZB1_1和ZB1_2分位时，表明换流站1极隔离；当ZB2_1和ZB2_2合位时，表明换流站2极连接，当ZB2_1和ZB2_2分位时，表明换流站2极隔离；当ZB3_1和ZB3_2合位时，表明换流站3极连接，当ZB3_1和ZB3_2分位时，表明换流站3极隔离。按照图2所示的步骤，进行三端柔性直流输电系统换流站运行状态的判断，以换流站1为例进行说明。
(1)检测换流站1和2，1和3的站间通讯正常还是异常；
(2)换流站1和2，1和3的站间通讯正常时，换流站1实时检测换流站2和3的极连接、极隔离状态；
(3)换流站1和2，1和3的站间通讯异常时，换流站1锁定站间通讯异常前一检测周期的换流站2和3的极连接或隔离状态，在后续运行过程中，换流站1保持站间通讯异常前一周期的换流站2和3的极连接或极隔离状态判断；
(4)若换流站2为极隔离状态，则认定该换流站2离网；若换流站2为极连接状态，则认定该换流站2联网；
(5)若换流站3为极隔离状态，则认定该换流站3离网；若换流站3为极连接状态，则认定该换流站3联网；
(6)换流站1根据换流站2和3的联网、离网状态，来确定优化的控制和保护策略。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，首先检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统锁定站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态；
若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
2.如权利要求1所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态时，该换流站的多站连跳信号通过站间通讯发给其他换流站，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，该站的多站连跳信号不发给其他换流站，其中，所述多站连跳信号为能够引起整个多端柔性直流输电系统闭锁、跳闸的信号。
3.如权利要求1所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于联网状态，则接收并处理收到的换流站信号，当多端柔性直流输电系统判定换流站处于离网状态时，则不再接收离网状态换流站的多站连跳信号。
4.如权利要求1所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
5.如权利要求1所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置。
6.如权利要求1所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
7.如权利要求4至6任一项所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的方法，其特征在于，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
8.一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，其特征在于，所述装置包括：通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元、联网\离网状态判断单元等，其中，
所述通讯状态检测单元，用于检测站间通讯的正常或异常状态；
所述极连接/隔离判断单元，用于实时检测每个换流站的极连接或极隔离状态；
所述极连接/隔离状态记忆单元，用于存储装置前一检测周期的换流站运行状态检测结果；
所述联网/离网状态判断单元，用于接收通讯状态检测单元、极连接/隔离判断单元、极连接/隔离状态记忆单元的通讯状态、极连接/极隔离状态、前一检测周期的极连接/极隔离状态，据此来判断换流站处于联网/离网状态；站间通讯完好的情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离判断单元实时检测的极连接或极隔离状态；站间通讯异常情况下，多端柔性直流输电系统采用极连接/隔离状态记忆单元锁定的站间通讯异常前一检测周期的换流站极连接或极隔离状态，并判断为站间通讯异常后的换流站极连接或极隔离状态；若换流站处于极连接状态，则系统判定该换流站连接了直流系统，处于联网状态；若换流站处于极隔离状态，则系统判定该换流站脱离了直流系统，处于离网状态。
9.如权利要求8所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，其特征在于，所述极连接/隔离判断单元中，换流站的极连接状态为判断直流侧隔离装置的合位位置。
10.如权利要求8所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，其特征在于，所述极连接/隔离判断单元中，对于对称单极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断正极直流隔离装置和负极直流隔离装置的位置。
11.如权利要求8所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，其特征在于，所述极连接/隔离判断单元中，对于真双极拓扑的柔性直流输电系统，极隔离或极连接状态需要判断极直流隔离装置和中性线上的直流隔离装置的位置。
12.如权利要求9至11任一项所述的一种多端柔性直流输电系统判断换流站运行状态的装置，其特征在于，所述直流侧隔离装置包括直流隔离刀闸、直流谐振开关、直流断路器、交流开关或者其组合。
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