CN110896225A - 多端直流输电系统第三站在线投入方法、装置及存储介质 - Google Patents

多端直流输电系统第三站在线投入方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，包括：获取送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站的运行状态；获取汇流母线与第二线路的连接状态；接收第三站投入指令；若满足投入条件，闭合第一隔离刀闸和第二隔离刀闸；向送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测送端换流站和第一受端换流站的直流电压；当检测直流电压低于门槛值时，闭合快速并列开关；当获取快速并列开关合位信号后，送端换流站和第一受端换流站重启，向第二受端换流站的换流阀释放解锁触发脉冲；直流电压和直流电流建立后，第二受端换流站投入完成。本发明能够降低第三站的在线投入时带压差空合线路过程对设备和系统的冲击，从而提高系统的稳定性和工作寿命。本发明还公开了一种装置和存储介质。

Description

多端直流输电系统第三站在线投入方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及多端直流工程控制保护技术领域，尤其涉及一种多端直流输电系统第三站在线投入方法及装置。
背景技术
多端直流输电系统是指含有多个整流站或/和多个逆变站的直流输电系统，主要应用于：由多个能源基地输送电能到远方的一个或多个负荷中心；不能使用架空线路走廊的大城市或工业中心；直流输电线路中间分支接入负荷或电源；几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等。
参见图1，是现有技术中一个送端两个受端的三端单极常规500kV直流工程典型拓扑示意图，包括送端换流站站A、受端换流站站B以及受端换流站站C，站B设置有汇流母线实现三站电气连接。三端直流系统的运行模式包括：(1)三端运行模式：站A同时向站B和站C送电；(2)两端运行模式：站A仅向站B送电或站A仅向站C送电。
第三站在线投入是指两端系统已解锁运行的情况下，在线并列第三站，整个系统由两端运行模式切换到三端运行模式。以站C在线投入为例，投入前，站A和站B已处于两端运行模式，已建立起直流电压和直流电流，对于500kV的直流系统，运行的直流电压为+500kV；站C处于闭锁状态，线路2上的直流电压为0KV；线路2与汇流母线连接的两把隔离刀闸Q1、Q2以及快速并列开关HSS均处于分闸状态。HSS开关为快速并列开关，快速并列开关时间在100ms以内；隔离刀闸Q1、Q2为普通刀闸，快速并列开关时间较长，20s左右。
然而站C为受端换流站，其在空载加压模式下只能建立负电压，从而导致站C在线投入时带压差空合线路过程对设备和系统的冲击较大，大大降低设备和系统的稳定性和工作寿命。
发明内容
本发明实施例提供一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，能够降低第三站的在线投入时带压差空合线路过程对设备和系统的冲击，从而提高系统的稳定性和工作寿命。
本发明实施例一提供一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，所述多端直流输电系统包括：送端换流站、设有汇流母线的第一受端换流站、第二受端换流站、连接所述送端换流站与汇流母线的第一线路、连接所述汇流母线与第二受端换流站的第二线路，以及连接所述汇流母线与第二线路的第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关，所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸分别设于所述快速并列开关的两端；
所述方法包括：
获取所述送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站的运行状态；
根据第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关的状态获取所述汇流母线与第二线路的连接状态；
接收第三站投入指令；
若接收到所述第三站投入指令时，同时满足所述第二受端换流站的状态为闭锁状态、所述送端换流站与第一受端换流站的状态为解锁状态以及所述汇流母线与第二线路的状态为停运状态，闭合所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸并获取刀闸合位信号；
当所述第二受端换流站的极控装置获取到所述刀闸合位信号的时间不大于预设的刀闸合位时间阈值时，向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压；
若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向所述快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号；
当获取到所述快速并列开关合位信号的时间不大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，重启所述送端换流站和第一受端换流站，向第二受端换流站的换流阀释放解锁触发脉冲；
在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过所述第二受端换流站的换流阀的直流电流大于预设的直流电流阈值，第二受端换流站投入完成。
作为上述方案的改进，还包括：当所述刀闸合位信号的获取时间大于预设的合位时间阈值时，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止第三站的在线投入。
作为上述方案的改进，还包括：当获取到所述快速并列开关合位信号的时间大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止所述第二受端换流站的在线投入。
作为上述方案的改进，还包括：在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过所述第二受端换流站的换流阀的直流电流不大于预设的直流电流阈值，将所述第二受端换流站切换为闭锁状态，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止所述第二受端换流站的在线投入。
作为上述方案的改进，所述向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压，具体包括：
向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令，所述移相指令的移相时间为300ms，移相300ms后所述送端换流站和第一受端换流站自动重启；
移相100ms后，检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压。
作为上述方案的改进，所述若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向所述快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号，具体包括：
若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值；
向所述快速并列开关发送合闸指令，固定脉宽为110ms；
获取快速并列开关合位信号。
作为上述方案的改进，所述预设的直流电压阈值为300kV；
所述预设的直流电流阈值为额定电流的3％。
作为上述方案的改进，所述预设的刀闸合位时间阈值为110s；
所述快速并列开关合位时间阈值为15s；
所述预设的解锁触发脉冲响应时间为3s。
本发明实施例二对应提供了一种多端直流输电系统第三站在线投入装置，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例一所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法。
本发明实施例三对应提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如本发明实施例一所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法。
本发明实施例提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，具有如下有益效果：
通过预设的刀闸合位时间阈值、快速并列开关合位时间阈值和预设的解锁触发脉冲响应时间，给与充足的闸切换时间和第三站响应时间；通过直流电压阈值和直流电流阈值保证第三站投入时，线路和各端换流站的稳定，避免第三站在线投入时带压差空合线路过程对设备和系统的冲击较大，大大降低设备和系统的稳定性和工作寿命的问题；本发明实施例提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法能够在实现多电源供电、多落点受电的同时，避免了在将已有两端系统停运后才能并列第三站从而导致系统无法连续供电的问题。
附图说明
图1是现有技术中一个送端两个受端的三端单极常规500kV直流工程典型拓扑示意图。
图2是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统的结构示意图。
图3是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法的流程示意图。
图4是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法的快速并列开关的合闸逻辑图。
图5是本发明一具体实施例的第三站在线投入过程示意图。
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作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。
参见图2，是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统的结构示意图，多端直流输电系统包括：送端换流站、设有汇流母线的第一受端换流站、第二受端换流站、连接送端换流站与汇流母线的第一线路、连接汇流母线与第二受端换流站的第二线路，以及连接汇流母线与第二线路的第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关，第一隔离刀闸和第二隔离刀闸分别设于快速并列开关的两端。
具体地，快速并列开关为快速并列开关HSS开关。HSS开关的特点是highspeed，分闸或合闸过程只需要几十毫秒。
参见图3，是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法的流程示意图，包括如下步骤：
获取送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站的运行状态；
根据第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关的状态获取汇流母线与第二线路的连接状态；
接收第三站投入指令；
若接收到第三站投入指令时，同时满足第二受端换流站的状态为闭锁状态、送端换流站与第一受端换流站的状态为解锁状态以及汇流母线与第二线路的状态为停运状态，闭合第一隔离刀闸和第二隔离刀闸并获取刀闸合位信号；
当第二受端换流站的极控装置获取到刀闸合位信号的时间不大于预设的刀闸合位时间阈值时，向送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测送端换流站和第一受端换流站的直流电压；
若检测到送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号；
当获取到快速并列开关合位信号的时间不大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，重启送端换流站和第一受端换流站，向第二受端换流站的换流阀释放解锁触发脉冲；
在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过第二受端换流站的换流阀的直流电流大于预设的直流电流阈值，第二受端换流站投入完成。
进一步地，还包括：当刀闸合位信号的获取时间大于预设的合位时间阈值时，断开第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止第三站的在线投入。
进一步地，还包括：当获取到快速并列开关合位信号的时间大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，断开第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止第二受端换流站的在线投入。
进一步地，还包括：在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过第二受端换流站的换流阀的直流电流不大于预设的直流电流阈值，将第二受端换流站切换为闭锁状态，断开第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止第二受端换流站的在线投入。
进一步地，向送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测送端换流站和第一受端换流站的直流电压，具体包括：
向送端换流站和第一受端换流站发送移相指令，移相指令的移相时间为300ms，移相300ms后送端换流站和第一受端换流站自动重启；
移相100ms后，检测送端换流站和第一受端换流站的直流电压。
进一步地，参见图4，是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法的快速并列开关的合闸逻辑图。若检测到送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号，具体包括：
若检测到送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值；
向快速并列开关发送合闸指令，固定脉宽为110ms；
获取快速并列开关合位信号。
进一步地，预设的直流电压阈值为300kV；
预设的直流电流阈值为额定电流的3％。
进一步地，预设的刀闸合位时间阈值为110s；
快速并列开关合位时间阈值为15s；
预设的解锁触发脉冲响应时间为3s。
参见图5，是本发明一具体实施例的第三站在线投入过程示意图。第二受端换流站即待投入的第三站。
当同时满足如下条件时，闭合第一隔离刀闸和第二隔离刀闸并获取刀闸合位信号：(1)第二受端换流站的状态为闭锁状态，(2)送端换流站与第一受端换流站的状态为解锁状态，(3)汇流母线与第二线路的状态为停运状态。
当第二受端换流站的极控装置获取到刀闸合位信号的时间不大于110s时，向送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测送端换流站和第一受端换流站的直流电压；
若检测到送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于300kV，向快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号；
若快速并列开关合位指令发出后15s内收到快速并列开关合位信号，延时300ms后向第二受端换流站的换流阀释放解锁触发脉冲；以确保第二受端换流站解锁时线路的稳定性；
在解锁触发脉冲发出3s后，若流过第二受端换流站的换流阀的直流电流不大于预设的直流电流阈值，第二受端换流站投入完成。
本发明实施例提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，具有如下有益效果：
通过预设的刀闸合位时间阈值、快速并列开关合位时间阈值和预设的解锁触发脉冲响应时间，给与充足的闸切换时间和第三站响应时间；通过直流电压阈值和直流电流阈值保证第三站投入时，线路和各端换流站的稳定，避免第三站在线投入时带压差空合线路过程对设备和系统的冲击较大，大大降低设备和系统的稳定性和工作寿命的问题；本发明实施例提供的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法能够在实现多电源供电、多落点受电的同时，避免了在将已有两端系统停运后才能并列第三站从而导致系统无法连续供电的问题。
本发明实施例二对应提供了一种多端直流输电系统第三站在线投入装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中且被配置为由处理器执行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如本发明实施例一的多端直流输电系统第三站在线投入方法。多端直流输电系统第三站在线投入装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。多端直流输电系统第三站在线投入装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
本发明实施例三对应提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如本发明实施例一所述的多端直流输电系统第三站在线投入方法。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述多端直流输电系统第三站在线投入装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个多端直流输电系统第三站在线投入装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述多端直流输电系统第三站在线投入装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述多端直流输电系统第三站在线投入装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，所述多端直流输电系统包括：送端换流站、设有汇流母线的第一受端换流站、第二受端换流站、连接所述送端换流站与汇流母线的第一线路、连接所述汇流母线与第二受端换流站的第二线路，以及连接所述汇流母线与第二线路的第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关，所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸分别设于所述快速并列开关的两端；
所述方法包括：
获取所述送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站的运行状态；
根据第一隔离刀闸、第二隔离刀闸和快速并列开关的状态获取所述汇流母线与第二线路的连接状态；
接收第三站投入指令；
若接收到所述第三站投入指令时，同时满足所述第二受端换流站的状态为闭锁状态、所述送端换流站与第一受端换流站的状态为解锁状态以及所述汇流母线与第二线路的状态为停运状态，闭合所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸并获取刀闸合位信号；
当所述第二受端换流站的极控装置获取到所述刀闸合位信号的时间不大于预设的刀闸合位时间阈值时，向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压；
若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向所述快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号；
当获取到所述快速并列开关合位信号的时间不大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，重启所述送端换流站和第一受端换流站，向第二受端换流站的换流阀释放解锁触发脉冲；
在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过所述第二受端换流站的换流阀的直流电流大于预设的直流电流阈值，第二受端换流站投入完成。
2.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，还包括：当所述刀闸合位信号的获取时间大于预设的合位时间阈值时，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止第三站的在线投入。
3.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，还包括：当获取到所述快速并列开关合位信号的时间大于预设的快速并列开关合位时间阈值时，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止所述第二受端换流站的在线投入。
4.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，还包括：在预设的解锁触发脉冲响应时间后，若流过所述第二受端换流站的换流阀的直流电流不大于预设的直流电流阈值，将所述第二受端换流站切换为闭锁状态，断开所述第一隔离刀闸和第二隔离刀闸，终止所述第二受端换流站的在线投入。
5.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，所述向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令并检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压，具体包括：
向所述送端换流站和第一受端换流站发送移相指令，所述移相指令的移相时间为300ms，移相300ms后所述送端换流站和第一受端换流站自动重启；
移相100ms后，检测所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压。
6.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，所述若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值，向所述快速并列开关发送合闸指令并获取快速并列开关合位信号，具体包括：
若检测到所述送端换流站和第一受端换流站的直流电压均小于预设的直流电压阈值；
向所述快速并列开关发送合闸指令，固定脉宽为110ms；
获取所述快速并列开关合位信号。
7.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，所述预设的直流电压阈值为300kV；
所述预设的直流电流阈值为额定电流的3％。
8.如权利要求1所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法，其特征在于，所述预设的刀闸合位时间阈值为110s；
所述快速并列开关合位时间阈值为15s；
所述预设的解锁触发脉冲响应时间为3s。
9.一种多端直流输电系统第三站在线投入装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的一种多端直流输电系统第三站在线投入方法。
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