CN109950863B

CN109950863B - 基于电压特征的短路电流消纳支路退出控制方法及装置

Info

Publication number: CN109950863B
Application number: CN201910106636.7A
Authority: CN
Inventors: 孙华东; 王姗姗; 郭强; 赵兵; 王铁柱; 王志文; 贾天下; 徐式蕴; 卜广全; 李英彪
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2019-02-02
Filing date: 2019-02-02
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2039-02-02
Also published as: CN109950863A

Abstract

本发明提供一种基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法及装置。本发明提供的方法，在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的开断状态信号为闭合，及在第二时间检测到所述任一支路的开断状态信号为断开时，生成短路电流消纳支路退出指令；响应于所述短路电流消纳支路退出指令，控制所述短路电流消纳支路从电网中退出。本发明提供的方法能够在电力系统中的短路故障隔离后，及时将短路电流消纳支路从电力系统中退出，使得系统尽快恢复到正常状态。

Description

基于电压特征的短路电流消纳支路退出控制方法及装置

技术领域

本发明属于电力系统安全稳定控制领域，涉及一种基于状态响应特征的短路电流消纳支路退出控制方法及装置。

背景技术

随着我国电网规模不断扩大，网架越来越密，系统的短路电流水平也随之急剧上升。如果短路电流超过了保护开关的遮断能力，那么保护开关将无法断开此短路电流，无法隔离故障，进一步导致线路与设备烧毁、系统稳定破坏等恶性事故。因此，必须采取有效措施切实降低短路电流水平。

现在常用手段包括优化网架结构、拉停线路、加装故障限流器等。这些方法或者会影响到系统安全，或者可靠性低、虚警率高，限流效果不佳。

发明内容

本发明提供一种基于状态响应特征的短路电流消纳支路退出控制方法及装置，以解决目前针对短路电流过大时采取的故障措施不能及时退出的问题。

第一方面，本发明提供了一种基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法，包括：

在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的开断状态信号为闭合，及

在第二时间检测到所述任一支路的开断状态信号为断开时，生成短路电流消纳支路退出指令；

其中，所述第一时间在第二时间之前；所述第一时间与第二时间之间的差值不大于预先设定的时间间隔；

其中，所述短路电流消纳支路为一并联于母线的分流支路，可控地投入或退出所述电网；

响应于所述短路电流消纳支路退出指令，控制所述短路电流消纳支路从电网中退出。

具体地，所述的退出控制方法，还包括：

在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的过流状态信号为过流，及

在第二时间检测到所述任一支路的过流状态信号为不过流时，生成短路电流消纳支路退出指令。

具体地，所述的退出控制方法，还包括：

在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中的母线电压特征值低于预先设定的电压门槛值，及

在第二时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中的母线电压特征值高于预先设定的电压门槛值时，生成短路电流消纳支路退出指令。

具体地，所述的退出控制方法，还包括：

在第一时间检测到短路电流消纳支路从母线接入的电流低于预先设定的电流门槛值，及

在第二时间检测到短路电流消纳支路从母线接入的电流高于预先设定的电流门槛值时，生成短路电流消纳支路退出指令。

具体地，所述的退出控制方法，

所述短路电流消纳支路包括用于可控地与母线连接或断开的双向晶闸管；

与所述双向晶闸管串联的电抗器，所述电抗器接地。

第二方面，本发明提供了一种基于状态响应的短路电流控制装置，包括：

保护开关状态获取元件，用于接收保护开关的开断状态信号并处理；

控制元件，用于在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的开断状态信号为闭合，及

在第二时间检测到所述任一支路的开断状态信号为断开时，生成短路电流消纳支路退出指令

所述短路电流消纳支路为一并联于母线的分流支路，可控地投入或退出所述电网。

具体地，所述的控制装置，

所述保护开关状态获取元件，还用于接收保护开关的过流状态信号并处理；

所述控制元件，还用于在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的过流状态信号为过流，及

具体地，所述的控制装置，还包括：

电压特征值获取元件，用于检测监控的交流母线的电压特征值；

所述控制元件，还用于在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中的母线电压特征值低于预先设定的电压门槛值，及

具体地，所述的控制装置，还包括：

短路电流消纳支路电流获取元件，用于获取短路电流消纳支路从母线中接入的电流信息；

所述控制元件，还用于在第一时间检测到短路电流消纳支路从母线接入的电流低于预先设定的电流门槛值，及

具体地，所述的控制装置，还包括：

指令驱动元件，用于接收所述短路电流消纳支路退出指令，并发送至短路电流消纳支路，以使得所述短路电流消纳支路响应于所述短路电流消纳支路退出指令，从电网中退出。

本发明提供的基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法及装置，基于故障前后故障保护开断状态信号、过流状态信号、母线电压、和/或短路消纳支路从母线接入的电流等状态信号，生成短路电流消纳支路退出指令，能够在电力系统中的短路故障隔离后，及时将短路电流消纳支路从电力系统中退出，使得系统尽快恢复到正常状态。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明优选实施方式的基于状态响应的短路电流消纳支路退出方法的流程示意图；

图2是本发明优选实施方式的基于状态响应的短路电流控制装置的组成示意图；

图3是另一个实施例的基于状态响应的短路电流消纳支路退出方法的流程示意图；

图4是本发明优选实施方式中短路故障时母线电压的波形曲线；

图5是本发明优选实施方式中短路故障隔离前后晶闸管的电流波形曲线。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

目前，次一级电压电网短路电流水平超标现象已经比较普遍。在图2所示的变电站等厂站的交流母线上的任一支路发生短路故障时，需要及时采用限制短路电流的措施，以保证故障保护开关可靠断开，及时隔离故障。在故障隔离后，需要及时将限制短路电流的措施退出，使得系统尽快恢复到正常状态。

应该理解为，在支路发生短路故障时，故障保护开关K在流过的短路电流大于其可开断的最大短路电流时，保持闭合，但持续地实时检测短路电流；直到流过的短路电流降低至不大于其可开断的最大短路电流时，故障保护开关断开；并在故障消除后，故障保护开关闭合，并等待响应下一次故障。具体地，在故障前后时，开断状态信号

依次为闭合(1)、闭合(1)、及断开(0)这三种状态。

具体地，保护开关包括本体及操控元件，由操控元件控制本地实现开关断开或闭合，并生成过流状态信号或开断状态信号，提供给其他的电力系统器件进行状态监测或逻辑判断。具体地，在故障前后时，过流状态信号

依次为不过流(0)、过流(1)、及不过流(0)这三种状态。

如图2所示，短路电流消纳支路装设于一个待检测的厂站的(如变电站)的母线上。该短路电流消纳支路包括可控地与母线连接或脱离的电力电子开关器件10、与该电力电子开关器件串联的电抗器20，其中，电抗器20可靠地接地。

该短路电流消纳支路等同于一个在电网发生短路故障时可受控地连接到母线的并联分流支路。具体地，在电网发生短路故障之前，该短路电流消纳支路从电网中退出，或从母线取得的电流值近似为零。

在电网发生短路故障后，该短路电流消纳支路受控地投入到电网中，在短路支路的保护开关尚未断开之前，从母线取得较大的第一电流值；在短路支路的保护开关断开之后，从母线取得较大的第二电流值，其中，第二电流值大于第一电流值。

在短路支路的保护开关可靠地断开之后，短路故障被隔离。这时，该短路电流消纳支路需要受控地从电网中退出，或从母线取得的电流值近似为零。

本发明实施例的基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法及短路电流控制装置，基于故障前后母线电压的水平变化，生成短路电流消纳支路退出指令，能够在电力系统中的短路故障隔离后，及时将短路电流消纳支路从电力系统中退出，确保系统及时恢复到正常状态。

具体地，在控制短路电流消纳支路与母线断开时，需要将提前断开的概率尽量降至最低；并且将延时断开的概率尽量降至最低。

如图1所示，本发明优选实施方式的基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法，包括：

步骤S100：在第一时间检测到待实时控制短路电流的电力系统中，与母线相连的任一支路的开断状态信号为闭合，及

步骤S200：响应于所述短路电流消纳支路退出指令，控制所述短路电流消纳支路从电网中退出。

应该理解为，这里的第一时间和第二时间，可以为一个检测周期，也可以指连续的多个检测周期。这里的检测周期可以是智能变电站中各测控元件更新电压量、电流量、保护开关开断状态及过流状态、晶闸管过流状态的更新周期，也可以是电流检测器件获取电流信号的采样周期；还可以包括通讯链路上的传输耗时。

可以根据现场试验或仿真试验确定第一时间与第二时间之间的差值对应的时间间隔；以在控制短路电流消纳支路与电力系统脱离时，短路故障措施量不误切，不提前切为原则进行确定。也即，确定的第一时间与第二时间之间的差值既要将提前退出的概率尽量降至最低；也要将延时退出的概率尽量降至最低。

具体地，所述的退出控制方法，还包括：

具体地，所述的退出控制方法，

与所述双向晶闸管串联的电抗器，所述电抗器接地。

这里的第一电流或第二电流是指短路电流消纳支路从母线中接入的电流的幅值，可以是电流的绝对幅值，也可以是相对幅值。

这里的相对幅值可以指过流信号状态量，如，在过流时，状态量为1；不过流时，状态量为0；并且状态量1大于状态量0。

具体地，所述的退出控制方法，

在检测到第一时间获取的短路电流消纳支路中的第一电流小于预先设定的工作电流，且第二时间获取的短路电流消纳支路中的第二电流大于预先设定的过流电流时，生成短路电流消纳支路退出指令。

上述方法结合短路电流消纳支路从母线中接入的电流的幅值的历史信息，和当前信息，在检测到电流幅值的上升跳变趋势时，认为短路故障已经隔离，需要将故障措施退出，确保系统及时恢复到正常状态。

具体地，所述的退出控制方法，在连续的N个检测周期内均检测到获取的短路电流消纳支路中的第二电流大于预先设定的过流电流，生成短路电流消纳支路退出指令。

为了避免电流幅值测量中存在随机峰值等干扰量导致误操作，上述在连续的N个检测周期内均检测到获取的短路电流消纳支路中的第二电流大于预先设定的过流电流时，认为短路故障已经隔离，需要将故障措施退出，确保系统及时恢复到正常状态。

具体地，所述的退出控制方法，

所述检测到监控的交流母线的电压特征值高于预先设定的电压门槛值，包括：

在连续的M个检测周期内，检测到监控的交流母线的电压特征值高于预先设定的电压门槛值，M为正整数。

为了避免电压幅值测量中存在随机峰值等干扰量导致误操作，上述方法中，在连续的M个检测周期内检测交流母线的电压特征值高于预先设定的电压门槛值时，认为电压已经回升到合理水平，短路故障已经隔离，需要将故障措施退出，确保系统及时恢复到正常状态。

具体地，所述的退出控制方法，

在连续的M个检测周期内，满足电压特征值高于预先设定的电压门槛值的检测周期数M1大于满足电压特征值不高于预先设定的电压门槛值的检测周期数M2，M为正整数，M1为正整数，M2为正整数。

为了避免电压幅值测量中存在峰值峰谷波动，上述方法中，在满足电压特征值高于预先设定的电压门槛值的检测周期数M1大于满足电压特征值不高于预先设定的电压门槛值的检测周期数M2时，认为电压已经回升到合理水平，短路故障已经隔离，需要将故障措施退出，确保系统及时恢复到正常状态。

具体地，所述的退出控制方法，所述检测到监控的交流母线的电压特征值低于预先设定的电压门槛值，包括：

在连续的M个检测周期内，母线电压特征值低于预先设定的电压门槛值；

在随后的连续N个检测周期内，母线电压特征值高于预先设定的电压门槛值，其中，M不大于N，M为正整数，N为正整数。

为了避免基于绝对值判断的风险，上述方法在连续的M个检测周期内，母线电压特征值低于预先设定的电压门槛值；在随后的连续N个检测周期内，母线电压特征值高于预先设定的电压门槛时，认为电压已经从短路故障状态回升到合理水平，短路故障已经隔离，需要将故障措施退出，确保系统及时恢复到正常状态。

以上各种方法引入的保护开关或晶闸管或母线电压的信息量更多，判据更全面，因此，可靠性好，虚警率低、误操作概率低。

如图2所示，本发明优选实施方式的基于状态响应的短路电流控制装置，包括：

具体地，所述的控制装置，

具体地，所述的控制装置，还包括：

本发明优选实施方式的短路电流控制装置控制该短路电流消纳支路从母线上脱离(也包括从母线取得的电流值近似为零的情形)，从而能够在电力系统中的短路故障隔离后，及时将该短路电流消纳支路从电力系统中退出，降低短路故障期间的措施量，保证电网安全稳定运行。

应该理解为，图2中示出的短路电流消纳支路等同于一个可控地连接到母线或与母线脱离连接的电抗器。控制该电抗器连接到母线或与母线脱离连接的电力电子开关器件多种多样，该电力电子开关器件与电抗器的电气连接方式多种多样，均为本领域技术人员所公知，这里不再赘述。

通常，以单个厂站为最小单位，部署该短路电流消纳支路和相应的短路电流控制装置。这时，该短路电流消纳支路的元件特性和参数、该短路电流控制装置的参数和控制逻辑分别与该单个厂站相适配。

具体地，可以设置电流感测器件，定量或定性地获取该短路电流消纳支路从母线取得的电流的信息。

优选地，该电力电子开关器件为双向晶闸管。作为一种可以操作大功率电流或电压的电力电子器件，双向晶闸管还可以实时提供接入电流水平的状态信号和/或表征导通(即闭合)或阻断(即断开)的通断状态信号。在与目标回路或电力系统经过参数适配后，双向晶闸管对应有一个额定电流I₁和一个过流电流I₂。双向晶闸管闭合后，在接入的工作电流低于过流电流I₂时，双向晶闸管过流状态信号为0(表示不过流)。双向晶闸管闭合后，在接入的工作电流高于过流电流I₂时，双向晶闸管过流状态信号为1(表示过流)。

如图2所示，本发明优选实施方式的短路电流控制装置可以覆盖一个厂站母线出口处所有的支路及其保护开关。

该厂站内任一支路上发生短路故障及故障隔离前后，在保护开关闭合、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第一阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值低于额定电流I₁；在保护开关断开、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第二阶段，双向晶闸管接入的工作电流高于过流电流I₂；在保护开关断开、双向晶闸管(这时，该短路电流消纳支路从电网中退出)断开的第三阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值远低于额定电流I₁。

如图4所示，该厂站内任一支路上发生短路故障及故障隔离前后，在保护开关闭合、双向晶闸管断开、保护开关过流状态为过流时(这时，该短路电流消纳支路并未投入到电网中)的阶段，母线电压水平持续下降；在保护开关闭合、双向晶闸管闭合、保护开关过流状态为过流时(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的阶段，母线电压水平在是逐渐下降；在保护开关断开、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的阶段，母线电压水平持续回升；在保护开关断开、双向晶闸管断开(这时，该短路电流消纳支路从电网中退出)的阶段，母线电压水平保持在正常运行状态。

如图5所示，该厂站内任一支路上发生短路故障及故障隔离前后，在保护开关闭合、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第一阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值低于额定电流I₁，双向晶闸管为过流状态

为0；在保护开关断开、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第二阶段，双向晶闸管接入的工作电流高于过流电流I₂，双向晶闸管为过流状态

为1；在保护开关断开、双向晶闸管(这时，该短路电流消纳支路从电网中退出)断开的第三阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值远低于额定电流I₁。

在控制短路电流消纳支路与电力系统脱离时，需要保证短路故障措施量不误切，不提前切。既要将提前退出的概率尽量降至最低；也要将延时退出的概率尽量降至最低。这时，电力电子器件过流或保护开关断开是保证不提前切的关键条件；而母线电压有所恢复则是不延时切的关键条件。

本发明实施例提供的方法在故障支路的故障保护开关已经可靠断开、电力电子器件为过流状态，母线电压已经回落到合理水平后，控制短路电流消纳支路与母线断开。

以下为术语说明及符号定义：

保护开关状态信号：

布尔变量，1表示闭合，0表示断开

保护开关过流信号：

布尔变量，1表示过流，0表示不过流

双向晶闸管过流信号：

布尔变量，1表示过流，0表示不过流

双向晶闸管动作信号：

布尔变量，1表示闭合，0表示断开。

假设在监控的初始时刻，保护开关K1的开断状态信号为1(表示闭合)，并且随后保护开关K1所在支路发生了短路故障。保护开关K1所在支路发生短路故障时，母线电压将降低，并且保护开关K1的过流信号为1(表示过流)。

在满足预先设定的投入控制准则时，预先确定的控制逻辑将控制双向晶闸管执行闭合操作。该短路电流消纳支路双向晶闸管10闭合后，双向晶闸管10和电抗器20以并联方式接入母线。

该短路电流消纳支路投入到电力系统后，可以使得保护开关K1所在支路的短路电流减小或明显降低，直至使得保护开关K1可靠断开，从而将K1所在支路的短路故障从电力系统中隔离。

随后，该基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法实施在图2所示的变电站电力系统中时的动作如下：

当接收到双向晶闸管过流信号

(表示过流)，并且检测到母线电压升高至预先设定的阈值U_H时，生成短路电流消纳支路退出指令。

该短路电流消纳支路退出指令，也即双向晶闸管动作信号

(表示断开)经放大后(使得该信号的电气特性与晶闸管相匹配)输送至双向晶闸管10的控制端，触发双向晶闸管10断开。

双向晶闸管10断开后，双向晶闸管10从母线中脱离。该短路电流消纳支路从电力系统中退出。

综上，该退出方法通过检测保护开关的开断状态信号为断开及母线电压的幅值，能够保证短路电流控制装置及时退出，有利于减小针对该短路故障的措施量，使得系统更早地恢复到正常状态。

如图3所示，该发明另一个实施例的基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法通过如下两步来完成：

步骤1：确认保护开关开断状态

(表示断开)

根据从保护开关状态获取元件100获取的与母线连接的多条支路中全部的保护开关的开断状态信号，控制元件200判断是否存在任一故障保护开关处于断开状态，也即

是否等于0(表示断开)；

如果

等于0，也即有任一故障保护开关的开断状态信号为断开，则进入下一步；否则停留在本步，继续判断

是否等于0。

步骤2：确认双向晶闸管过流信号

(表示过流)

根据从晶闸管状态获取元件300接收的双向晶闸管过流信号

(表示过流)，控制元件200判断双向晶闸管是否从母线中接入到过大的电流；如果是，则进入下一步；否则停留在本步，继续判断

是否等于0。

步骤3：检测母线电压是否大于门槛值

根据从电压获取及处理元件500接收的母线电压特征值U，控制元件200判断母线电压U是否高于电压门槛值U_H，即是否满足U＞U_H；

若满足U＞U_H，则控制元件200生成短路电流消纳支路退出指令；

指令驱动元件400接收该短路电流消纳支路退出指令，并发送至短路电流消纳支路中的电力电子开关器件10，所述电力电子开关器件响应于所述退出指令，将所述短路电流消纳支路从所述交流母线中断开，从而退出电力系统。

为了避免因为电压检测中的尖峰或其他伪信号导致的虚警而导致不当投入，优选地，在连续的M个检测周期内，均满足U＞U_H时，生成短路电流消纳支路投退出指令。

优选地，在连续的M个检测周期内，满足U＞U_H的周期数M1大于满足U＜U_H的周期数M2时，生成短路电流消纳支路退出指令。

优选地，在连续的M个检测周期内，母线电压特征值均小于门槛值U_H及随后的连续N个检测周期内，母线电压特征值均大于门槛值U_H，生成短路电流消纳支路退出指令。优选地，M不大于N。

具体地，连续的M个检测周期的持续时间记为T1；

优选地，T1＝20ms；作为参考，三相母线电压的更新周期为10ms。

具体地，母线电压特征值U为三相电压中有效值的最小值。

具体地，母线电压特征值U为三相电压中有效值的最大值。

具体地，母线电压特征值U为三相电压中有效值的中值、几何平均值或算术平均值。

具体地，母线电压特征值U可以为三相电压中各相电压的最小值、最大值、中值、数学平均值或几何平均值等各种统计量的加权组合。

具体地，母线电压特征值U为连续N个测量周期中各相电压的几何平均值。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

以下结合图2，具体说明整定电压门槛值U_H的步骤。

假设图2中与变电站母线相连的支路共有N个，每一条支路上设置有一个保护开关，依次记作K1、K2、·····、KN。

步骤21：针对图2中厂站的拓扑结构，建立仿真模型。

步骤22：通过仿真工具，利用仿真模型，在保护开关K1所在支路进行三相短路实验，确定保护开关K1可以独立地开断的距离母线出口处最近的短路点及对应的母线电压值。

具体地，通过仿真工具(如电力仿真工具软件)，在保护开关K1所在支路的各个位置(记各位置处距离母线出口的距离依次为K1L1，K1L2，其中，K1L1大于K1L2)进行三相短路实验：

1、在仿真开始时，设置故障位置距离母线出口处的长度为线路全长的50％，此为初始位置。

2、从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验。在每轮次的短路实验中，如果流经K1的短路电流小于K1可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少线路全长的1％，作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

3、直到在某个轮次的短路实验中，流经K1的短路电流大于K1可开断的最大短路电流，则停止短路实验；并将短路电流消纳支路投入到电网中。在将短路电流消纳支路投入到电网中后，在获取到保护开关K1开断状态信号为断开后，记录下此时的变电站母线电压，记作U2K1。

可以看出，以上各轮次的短路实验，采用的是等步长步进减少短路点与母线出口处距离的方法。

通过以上步骤，确定了K1所在的支路在最大的安全距离处发生短路故障时，保护开关K1可靠地断开后，断路故障隔离后，母线电压的上升水平。

其基本假设是：短路故障点距离母线出口处越近，则该支路中可能产生的短路电流越大。短路故障点距离母线出口处越近，母线电压的降幅越大。若短路点距离母线出口处小于该安全距离，则保护开关不能安全断开，需要向电网中投入短路电流消纳支路来分流，以减小该故障支路中的断路电流。

短路故障点距离母线出口处越近，故障隔离前，母线电压的降幅越大；故障隔离后，在将短路电流消纳支路投入到电网中后，母线电压上升水平越小。

步骤23：通过仿真工具，利用仿真模型，对其余保护开关所在支路重复步骤22，分别确定保护开关K2到KN可以独立地开断的距离母线出口处最近的短路点及故障隔离后，对应的母线电压的上升水平。

具体地，在仿真工具中，对于其余K2到KN的保护开关所在支路，重复步骤22，依次得到U2K2到U2KN。

步骤24：确定适用于整个厂站的电压门槛值U_H为避免短路电流消纳支路投入电网的时间过长，导致系统及时恢复到正常状态，确定适用于整个厂站的电压门槛值U_H为U2K1到U2KN中的最小值，如下式：

U_H＝min(U2K1，U2K2，·····，U2KN)

应该理解为，以上步骤中，并不限定仿真必须从K1开始；只要针对全部的支路进行三相短路实验即可。

若确定的电压门槛值U_H(图3中为U2)为U2K1，则其他支路确定的U2K2，·····，U2KN均大于U2K1。

也即，针对整个厂站，只要母线电压上升到U2，短路电流消纳支路就会从电网中脱离，并进入等待下一次可控地投入到电网中。

对K1所在支路而言，响应最有效。而针对其他支路i，则只要母线电压达到U2，而不需要达到U2Ki，短路电流消纳支路就会从电网中脱离。

鉴于该母线为交流母线，具体地，U2K1，U2K2，·····，U2KN可以为三相电压中有效值的最小值。

具体地，可以为三相电压中有效值的最大值。

具体地，可以为三相电压中有效值的中值或数学平均值。

具体地，可以为三相电压中各相电压的最小值、最大值、中值或几何平均值等各种数值的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

应该理解为，也可以采用其他的原则，调整短路电流消纳支路退出的电压门槛值U_H。

如，以确定适用于整个厂站的电压门槛值U_H为U2K1到U2KN中的最大值，或中间值(Mean)，或平均值(即数学平均值)或以上至少两项的具有权重系数的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

具体实施时，三相母线电压可以由电压获取及处理元件500从智能变电站设置的测控单元中获取；也可以由电压获取及处理元件500另外设置检测母线电压的检测器件。

具体实施时，电压获取及处理元件500可以不单独设置为分立器件。控制元件200可以从智能变电站从获取母线电压幅值或相对幅值。

具体实施时，指令驱动元件400可以不单独设置为分立器件。在控制元件200的电气接口可以和双向晶闸管10的电气接口匹配时，控制元件200可以与双向晶闸管10直连，直接向双向晶闸管发送短路电流消纳支路退出指令。

具体实施时，晶闸管状态获取元件300可以不单独设置为分立器件。在控制元件200的电气接口可以和双向晶闸管10的电气接口匹配时，控制元件200可以与双向晶闸管10直连，直接获取双向晶闸管过流信号。

具体实施时，保护开关状态获取元件100可以不单独设置为分立器件。控制元件200可以从智能变电站从获取各保护开关的开断状态信号或过流状态信号。

具体地，以上各功率器件或开关器件为高压器件，如短路电流大致为5-10KA，母线电压大致为2200KV。

以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims

1.一种基于状态响应的短路电流消纳支路退出控制方法，其特征在于，包括：

其中，所述短路电流消纳支路为一并联于母线的分流支路，可控地投入或退出电网,所述短路电流消纳支路包括用于可控地与母线连接或断开的双向晶闸管,以及与所述双向晶闸管串联的电抗器，所述电抗器接地；

2.根据权利要求1所述的退出控制方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的退出控制方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的退出控制方法，其特征在于，还包括：

5.一种基于状态响应的短路电流控制装置，其特征在于，包括：

在第二时间检测到所述任一支路的开断状态信号为断开时，生成短路电流消纳支路退出指令;

所述短路电流消纳支路为一并联于母线的分流支路，可控地投入或退出电网，所述短路电流消纳支路包括用于可控地与母线连接或断开的双向晶闸管,以及与所述双向晶闸管串联的电抗器，所述电抗器接地。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括：