CN111817269A - 故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统。其中，方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；基于电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取输电线路的电压；比较电压和电压阈值之间的大小关系；根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流输电系统。从而能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，保障设备安全，提升直流输电系统安全性，延长使用寿命。

Description

故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统

技术领域

本发明涉及直流输电系统技术领域，具体而言，涉及一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法、一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置和一种电网换相高压直流输电系统。

背景技术

相比于交流输电技术，直流输电技术具有损耗小、输送距离远、输送容量大、易于控制等优点，得到了快速的发展。现有直流输电系统多采用架空输电线路，输电距离远，但运行环境复杂，故障率高，当发生故障时直流输电系统将短时形成短路，影响功率的传输，并产生巨大的直流故障电流，进而危害电力电子设备的安全运行，由于直流输送容量大，如果故障处理不当还会引发连锁故障、大停电等严重事故，因此直流线路故障后的快速清除和恢复对提高供电可靠性，维持系统稳定性至关重要。LCC-HVDC(电网换相高压直流输电)系统具有故障重启动功能(DC-Line Fault Recovery Sequences，DFRS)以快速清除故障并尝试重启，然而在进行重启前，并没有对故障是否消失进行判断，对于永久性故障仍会多次进行重启，对系统造成多次冲击，延长安稳装置动作时间，造成更严重的损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法。

本发明的第二方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置。

本发明的第三方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，直流输电系统包括换流器和连接于换流器的输电线路，处理方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；基于电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取输电线路的电压；比较电压和电压阈值之间的大小关系；根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流输电系统。

本发明提供的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，在线路发生故障后换流器以逆变状态运行，并抽取直流输电系统的故障能量，从而抑制故障电流，以使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，从而识别出直流输电系统的故障状态，具体地，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，根据故障状态确定是否进行重启操作，并以此为依据控制电网换相高压直流输电系统。从而能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障造成不必要的冲击和安稳装置的延时动作，保障设备安全，有利于提高系统稳定性和供电可靠性。

其中，去游离时长可根据直流输电线路绝缘恢复特征及定电压设定值合理设置。

具体地，电网换相高压直流输电系统无需额外设置断路器或故障处理模块。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态的步骤，具体包括：基于电压大于或等于电压阈值，则开始计时第一时长；基于第一时长大于第一时长阈值，则确定故障状态为瞬时性故障。

在该技术方案中，若电压大于或等于电压阈值，记录电压处于大于或等于电压阈值的第一时长，当第一时长大于第一时长阈值，即电压达到电压阈值的持续时间超过第一时长阈值，说明故障已消失，则判断为瞬时性故障，可重启直流电输电系统以恢复正常运行，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，并实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，便于电网换相高压直流输电系统的暂态稳定，保证供电可靠性。

具体地，第一时长阈值为瞬时性故障确认时间，第一时长阈值取{T/12，2t_trans}中的最大值，其中，T为交流电源周期，t_trans为行波从输电线路首端传输到线路末端所需时间。

在上述任一技术方案中，进一步地，根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定电网换相高压直流输电系统的故障状态的步骤，具体还包括：基于电压小于电压阈值，则开始计时第二时长；基于第二时长大于第二时长阈值，则确定故障状态为永久性故障。

在该技术方案中，若电压小于电压阈值，记录电压小于电压阈值的第二时长，当第二时长大于第二时长阈值，即在第二时长阈值的时间内电压仍低于电压阈值，说明故障点仍然存在，则判断为永久性故障，需要闭锁直流电输电系统的故障极，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，并及时闭锁故障极，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，提升电网换相高压直流输电系统安全性，延长使用寿命。

具体地，第二时长阈值为永久性故障确认时间，可根据定电压控制下线路电压从零上升到电压阈值的时间合理设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为逆变侧换流器；获取输电线路的电压的步骤之前，还包括：控制逆变侧换流器进入定电压控制模式。

在该技术方案中，在获取输电线路的电压之前，将逆变侧换流器切换至定电压控制模式，从而限制过电压，避免瞬间电压过高损坏换流器，进而保证电网换相高压直流输电系统的安全性和可靠性。

在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为整流侧换流器；获取输电线路的电流的步骤之前，还包括：调节整流侧换流器的触发角至第一预设触发角。

在该技术方案中，在输电线路发生故障时，由于逆变侧换流器的触发角被限制在90°以上，会维持逆变运行，抽取直流侧故障能量，而整流侧换流器为了转入逆变运行状态，则需要强制移相，使得整流侧换流器的触发角至第一预设触发角，从而抽取直流侧的故障能量，切断直流故障电流，使得输电线路的电压和电流能够降至零，以便于后续根据电压识别故障状态，进而控制电网换相高压直流输电系统合理运行。

具体地，第一预设触发角在90°～150°范围内，以使整流侧换流器以逆变运行的同时换流器中的晶闸管处于导通状态。

在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为逆变侧换流器；根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统的步骤，具体包括：基于故障状态为瞬时性故障，则控制逆变侧换流器退出定电压控制模式。

在该技术方案中，对于逆变侧换流器，在确定故障状态为瞬时性故障后，故障点已被修复，控制逆变侧换流器退出定电压控制模式，从而及时重启换流器，恢复电网换相高压直流输电系统正常运行，保证供电可靠性。

在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为整流侧换流器；根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统的步骤，具体包括：基于故障状态为瞬时性故障，则开始计时第三时长；基于第三时长大于或等于第三时长阈值，调节整流侧换流器的触发角至第二预设触发角。

在该技术方案中，对于整流侧换流器，在确定故障状态为瞬时性故障后，故障点已被修复，开始计时第三时长，当第三时长大于或等于第三时长阈值，说明逆变侧已退出定电压控制，此时调节整流侧换流器的触发角至第二预设触发角，重启整流侧换流器，恢复电网换相高压直流输电系统正常运行，保证供电可靠性。

其中，第三时长阈值为整流侧重启延时，以避免整流侧重启时逆变侧还未退出定电压控制，可根据两端故障检测及电流降为零可能出现的最大时间差合理设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统的步骤，具体还包括：基于故障状态为永久性故障，则控制电网换相高压直流输电系统进入闭锁模式，并发送电网换相高压直流输电系统的故障信息。

在该技术方案中，在确定故障状态为永久性故障后，获取故障的位置和类型，根据故障位置和类型确定闭锁顺序，并控制电网换相高压直流输电系统启动闭锁顺序，以将故障线路隔离，并将永久性故障信号、故障的位置和类型发送至安稳控制系统，以便于快速切除输电系统故障。

具体地，故障的类型包括过渡电阻的单极接地故障和双极短路故障等。

根据本发明的第二方面，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置，包括存储器、处理器，存储器储存有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法。因此该电网换相高压直流输电系统的故障处理装置具备第一方面提出的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法的全部有益效果。

根据本发明的第三方面，提出了一种电网换相高压直流输电系统，包括：逆变侧换流器；整流侧换流器，整流侧换流器设置有至少一组晶闸管组件；输电线路，输电线路连接逆变侧换流器和整流侧换流器；检测组件，配置为适于检测输电线路的电流和电压；第二方面提出的电网换相高压直流输电系统的故障处理装置，故障处理装置与整流侧换流器、逆变侧换流器和检测组件电连接。

本发明提供的电网换相高压直流输电系统，在线路发生故障后控制整流侧换流器运行于逆变状态，逆变侧换流器维持状态运行，并抽取电网换相高压直流输电系统的故障能量，从而抑制故障电流，以使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，从而识别出电网换相高压直流输电系统的故障状态，具体地，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，根据故障状态确定是否进行重启操作，并以此为依据控制电网换相高压直流输电系统。通过本发明的故障处理方法，能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，保障设备安全，提升电网换相高压直流输电系统安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明一个实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法流程示意图；

图2示出了本发明又一个实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法流程示意图；

图3示出了本发明又一个实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法流程示意图；

图4示出了本发明又一个实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法流程示意图；

图5示出了本发明一个具体实施例的直流线路故障后逆变侧自适应重启方法流程示意图；

图6示出了本发明一个具体实施例的直流线路故障后整流侧自适应重启方法流程示意图；

图7示出了本发明一个具体实施例的逆变侧换流器定电压控制示意图；

图8示出了本发明一个实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理装置示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图8描述根据本发明一些实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法、电网换相高压直流输电系统的故障处理装置及电网换相高压直流输电系统。

实施例一

如图1所示，根据本发明第一方面的实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，该方法包括：

步骤102，响应于电网换相高压直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；

步骤104，电流是否下降至电流阈值，若是，进入步骤106，若否，进入步骤102；

步骤106，经过去游离时长后获取输电线路的电压；

步骤108，比较电压和电压阈值之间的大小关系；

步骤110，根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定电网换相高压直流输电系统的故障状态；

步骤112，根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统。

在该实施例中，线路发生故障后控制换流器运行于逆变状态，并抽取电网换相高压直流输电系统的故障能量，从而抑制故障电流，以使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，从而识别出电网换相高压直流输电系统的故障状态，具体地，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，根据故障状态确定是否进行重启操作，并以此为依据控制电网换相高压直流输电系统。通过本发明的故障处理方法，能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障造成不必要的冲击和安稳装置的延时动作，保障设备安全，有利于提高系统稳定性和供电可靠性。

其中，去游离时长可根据直流输电线路绝缘恢复特征及定电压设定值合理设置。

实施例二

如图2所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，该方法包括：

步骤202，响应于电网换相高压直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；

步骤204，电流是否下降至电流阈值，若是，进入步骤206，若否，进入步骤202；

步骤206，经过去游离时长后获取输电线路的电压；

步骤208，电压是否大于或等于电压阈值，若是，进入步骤210，若否，进入步骤216；

步骤210，开始计时第一时长；

步骤212，第一时长是否大于第一时长阈值，若是，进入步骤214，若否，进入步骤210；

步骤214，确定故障状态为瞬时性故障；

步骤216，开始计时第二时长；

步骤218，第二时长是否大于第二时长阈值，若是，进入步骤220，若否，进入步骤216；

步骤220，确定故障状态为永久性故障；

步骤222，根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统。

在该实施例中，若电压大于或等于电压阈值，记录电压维持大于或等于电压阈值的第一时长，当第一时长大于第一时长阈值，即电压达到电压阈值的持续时间超过第一时长阈值，说明故障已消失，则判断为瞬时性故障，可重启直流电输电系统以恢复正常运行，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，并实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，便于电网换相高压直流输电系统的暂态稳定，保证供电可靠性；若电压小于电压阈值，记录电压小于电压阈值的第二时长，当第二时长大于第二时长阈值，即在第二时长阈值的时间内电压仍低于电压阈值，说明故障点仍然存在，则判断为永久性故障，需要闭锁直流电输电系统的故障极，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，便于及时闭锁故障极，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，提升电网换相高压直流输电系统安全性，延长使用寿命。

具体地，第一时长阈值为瞬时性故障确认时间，第一时长阈值取{T/12，2t_trans}中的最大值，其中，T为交流电源周期，t_trans为行波从输电线路首端传输到线路末端所需时间。第二时长阈值为永久性故障确认时间，可根据定电压控制下线路电压从零上升到电压阈值的时间合理设置。

实施例三

如图3所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，该方法包括：

步骤302，响应于电网换相高压直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；

步骤304，电流是否下降至电流阈值，若是，进入步骤306，若否，进入步骤302；

步骤306，经过去游离时长后控制逆变侧换流器进入定电压控制模式，并获取输电线路的电压；

步骤308，电压是否大于或等于电压阈值，若是，进入步骤310，若否，进入步骤316；

步骤310，开始计时第一时长；

步骤312，第一时长是否大于第一时长阈值，若是，进入步骤314，若否，进入步骤310；

步骤314，确定故障状态为瞬时性故障，并控制逆变侧换流器退出定电压控制模式；

步骤316，开始计时第二时长；

步骤318，第二时长是否大于第二时长阈值，若是，进入步骤320，若否，进入步骤316；

步骤320，确定故障状态为永久性故障，并控制电网换相高压直流输电系统进入闭锁模式。

在该实施例中，对于逆变侧换流器，在输电线路发生故障时，由于逆变侧换流器的触发角被限制在90°以上，会维持逆变运行，抽取直流侧故障能量，以抑制故障电流，使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后将逆变侧换流器切换至定电压控制模式，从而限制过电压，避免瞬间电压过高损坏换流器，进而保证电网换相高压直流输电系统的安全性和可靠性。通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，若电压达到电压阈值的持续时间超过第一时长阈值，说明故障已消失，则判断为瞬时性故障，控制逆变侧换流器退出定电压控制模式，从而及时重启换流器，恢复电网换相高压直流输电系统正常运行，保证供电可靠性，若在第二时长阈值的时间内电压仍低于电压阈值，说明故障点仍然存在，则判断为永久性故障，此时获取故障的位置和类型，根据故障位置和类型确定闭锁顺序，并控制电网换相高压直流输电系统启动闭锁顺序，以将故障线路隔离，并将永久性故障信号、故障的位置和类型发送至安稳控制系统，以便于快速切除输电系统故障。

实施例四

如图4所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，该方法包括：

步骤402，响应于电网换相高压直流输电系统的故障信号，调节整流侧换流器的触发角至第一预设触发角，并获取输电线路的电流；

步骤404，电流是否下降至电流阈值，若是，进入步骤406，若否，进入步骤402；

步骤406，经过去游离时长后获取输电线路的电压；

步骤408，电压是否大于或等于电压阈值，若是，进入步骤410，若否，进入步骤420；

步骤410，开始计时第一时长；

步骤412，第一时长是否大于第一时长阈值，若是，进入步骤414，若否，进入步骤410；

步骤414，确定故障状态为瞬时性故障，并开始计时第三时长；

步骤416，第三时长是否大于或等于第三时长阈值，若是，进入步骤418，若否，进入步骤414；

步骤418，调节整流侧换流器的触发角至第二预设触发角；

步骤420，开始计时第二时长；

步骤422，第二时长是否大于第二时长阈值，若是，进入步骤424，若否，进入步骤420；

步骤424，确定故障状态为永久性故障，并控制电网换相高压直流输电系统进入闭锁模式。

在该实施例中，对于整流侧换流器，其触发角小于90°，为了转入逆变运行状态，则需要强制移相，使得整流侧换流器的触发角至第一预设触发角，从而抽取直流侧的故障能量，切断直流故障电流，使得输电线路的电压和电流能够降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后将逆变侧换流器切换至定电压控制模式，从而限制过电压，避免瞬间电压过高损坏换流器，进而保证电网换相高压直流输电系统的安全性和可靠性。通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，若电压达到电压阈值的持续时间超过第一时长阈值，说明故障已消失，则判断为瞬时性故障，并开始计时第三时长，当第三时长大于或等于第三时长阈值，说明逆变侧换流器已退出定电压控制，此时调节整流侧换流器的触发角至第二预设触发角，重启整流侧换流器，恢复电网换相高压直流输电系统正常运行，保证供电可靠性，若在第二时长阈值的时间内电压仍低于电压阈值，说明故障点仍然存在，则判断为永久性故障，此时获取故障的位置和类型，根据故障位置和类型确定闭锁顺序，并控制电网换相高压直流输电系统启动闭锁顺序，以将故障线路隔离，并将永久性故障信号、故障的位置和类型发送至安稳控制系统，以便于快速切除输电系统故障。

具体地，第一预设触发角在90°～150°范围内，第一预设触发角小于90°，以使整流侧换流器以逆变运行的同时换流器中的晶闸管处于导通状态。第三时长阈值为整流侧重启延时，以避免整流侧重启时逆变侧还未退出定电压控制，可根据两端故障检测及电流降为零可能出现的最大时间差合理设置。

实施例五

如图5所示，根据本发明的一个具体实施例，提出了一种直流线路故障后逆变侧自适应重启方法，该方法包括：

步骤502，线路是否故障，若是，进入步骤504，若否，重复步骤502；

步骤504，线路电流是否降为0，若是，进入步骤506，若否，重复步骤504；

步骤506，等待去游离时间t₁；

步骤508，逆变侧变为定电压控制；

步骤510，线路电压V_t和电压阈值V_ref的比值是否大于变化阈值k，若是，进入步骤512，若否，进入步骤516；

步骤512，持续时间t是否大于时间阈值t₂，若是，进入步骤514，若否，进入步骤510；

步骤514，瞬时性故障，并退出定电压控制；

步骤516，持续时间t是否大于时间阈值t₃，若是，进入步骤518，若否，进入步骤510；

步骤518，永久性故障，启动闭锁顺序。

在该实施例中，线路发生正极接地故障后，逆变侧由于触发角被限制在90°以上，正极线路电压、电流会降至零。负极线路电压电流在经过暂态波动后恢复正常运行。等待去游离时间t₁(去游离时长)。如图7所示，逆变侧变为定电压控制。其中，为了保持在逆变运行状态，逆变侧触发角α满足90°<α<150°，电压阈值|V_ref|应大于高阻接地故障下可能出现的电压值。检测正极线路电压，若线路电压达到设定的电压阈值且持续时间大于t₂(第一时长阈值)，则判断为正极瞬时性故障，即故障已消失，若线路电压在t₃(第二时长阈值)时间内仍低于设定的电压阈值，则判定为永久性故障，即故障点仍然存在。若判断为正极瞬时性故障，则退出定电压控制；若判定为正极永久性故障，则启动闭锁顺序，将正极线路隔离，并将正极永久性故障信号发送至安稳控制系统。从而在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，保障设备安全，提升直流输电系统安全性，延长使用寿命。

具体地，t₁根据直流线路绝缘恢复特征及定电压设定值整定；t₂瞬时性故障确认时间t₂＝max{T/12，2t_trans}，T为交流电源周期，t_trans为行波从线路首端传输到线路末端所需时间；t₃为永久性故障确认时间，根据定电压控制下线路电压从零上升到设定值的时间进行整定。

实施例六

如图6所示，根据本发明的一个具体实施例，提出了一种直流线路故障后整流侧自适应重启方法，该方法包括：

步骤602，线路是否故障，若是，进入步骤604，若否，重复步骤602；

步骤604，移相；

步骤606，线路电流是否降为0，若是，进入步骤608，若否，重复步骤606；

步骤608，等待去游离时间t₁；

步骤610，线路电压V_t和电压阈值V_ref的比值是否大于变化阈值k，若是，进入步骤612，若否，进入步骤616；

步骤612，持续时间t是否大于时间阈值t₂，若是，进入步骤614，若否，进入步骤610；

步骤614，瞬时性故障，延时t₄后前移触发角重启；

步骤616，持续时间t是否大于时间阈值t₃，若是，进入步骤618，若否，进入步骤610；

步骤618，永久性故障，启动闭锁顺序。

在该实施例中，正极线路发生故障后将正极整流站触发角移至120°，变为逆变状态运行，故障电流迅速降为零，然后触发角移至160°断开晶闸管，等待重启。等待去游离时间t₁。若线路电压达到设定的电压阈值且持续时间大于t₂(第一时长阈值)，则判断为正极瞬时性故障，即故障已消失，若线路电压在t₃(第二时长阈值)时间内仍低于设定的电压阈值，则判定为永久性故障，即故障点仍然存在。若判断为正极瞬时性故障，则延时t₄(第三时长阈值)后前移触发角进行重启；若判定为正极永久性故障，则启动闭锁顺序，将正极线路隔离，并将正极永久性故障信号发送至安稳控制系统。从而在重启前对故障状态进行识别，仅在识别为瞬时性故障时才重启，识别为永久性故障后直接启动闭锁顺序，隔离故障线路，并把相关信息发送给安稳控制系统，进而保障设备安全，提高系统稳定性。

具体地，t₁根据直流线路绝缘恢复特征及定电压设定值整定；t₂瞬时性故障确认时间t₂＝max{T/12,2t_trans}，T为交流电源周期，t_trans为行波从线路首端传输到线路末端所需时间；t₃为永久性故障确认时间，根据定电压控制下线路电压从零上升到设定值的时间进行整定；t₄为整流侧重启延时，避免整流侧重启时逆变侧还未退出定电压控制，按两端故障检测及电流降为零可能出现的最大时间差进行整定。

实施例七

如图8所示，根据本发明第二方面的实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置700，包括存储器702和处理器704，存储器702存储有计算机程序，处理器704执行计算机程序时执行上述任一实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法。因此该电网换相高压直流输电系统的故障处理装置700具备上述任一实施例的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法的全部有益效果。

实施例八

根据本发明第三方面的实施例，提出了一种电网换相高压直流输电系统，包括：逆变侧换流器、整流侧换流器、输电线路、检测组件及上述第二方面实施例提出的电网换相高压直流输电系统的故障处理装置。

具体地，整流侧换流器设置有至少一组晶闸管组件，输电线路连接逆变侧换流器和整流侧换流器；检测组件配置为适于检测输电线路的电流和电压，电网换相高压直流输电系统的故障处理装置与整流侧换流器、逆变侧换流器和检测组件电连接。

本实施例提供的电网换相高压直流输电系统在线路发生故障后控制整流侧换流器运行于逆变状态，逆变侧换流器维持状态运行，并抽取电网换相高压直流输电系统的故障能量，从而抑制故障电流，以使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，从而识别出电网换相高压直流输电系统的故障状态，具体地，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，根据故障状态确定是否进行重启操作，并以此为依据控制电网换相高压直流输电系统。通过本发明的故障处理方法，能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，保障设备安全，提升电网换相高压直流输电系统安全性。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，所述直流输电系统包括换流器和连接于所述换流器的输电线路，其特征在于，包括：

响应于所述直流输电系统的故障信号，获取所述输电线路的电流；

基于所述电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取所述输电线路的电压；

比较所述电压和电压阈值之间的大小关系；

根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态；

根据所述故障状态控制所述直流输电系统。

2.根据权利要求1所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态的步骤，具体包括：

基于所述电压大于或等于所述电压阈值，则开始计时第一时长；

基于所述第一时长大于第一时长阈值，则确定所述故障状态为瞬时性故障。

3.根据权利要求1所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态的步骤，具体还包括：

基于所述电压小于所述电压阈值，则开始计时第二时长；

基于所述第二时长大于第二时长阈值，则确定所述故障状态为永久性故障。

4.根据权利要求2所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为逆变侧换流器；所述获取所述输电线路的电压步骤之前，还包括：

控制所述逆变侧换流器进入定电压控制模式。

5.根据权利要求2所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为整流侧换流器；所述获取所述输电线路的电流的步骤之前，还包括：

调节所述整流侧换流器的触发角至第一预设触发角。

6.根据权利要求4所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为逆变侧换流器；所述根据所述故障状态控制所述直流输电系统的步骤，具体包括：

基于所述故障状态为所述瞬时性故障，则控制所述逆变侧换流器退出所述定电压控制模式。

7.根据权利要求5所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为整流侧换流器；所述根据所述故障状态控制所述直流输电系统的步骤，具体包括：

基于所述故障状态为所述瞬时性故障，则开始计时第三时长；

基于所述第三时长大于或等于第三时长阈值，调节所述整流侧换流器的触发角至第二预设触发角。

8.根据权利要求3所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述根据所述故障状态控制所述直流输电系统的步骤，具体还包括：

基于所述故障状态为所述永久性故障，则控制所述直流输电系统进入闭锁模式，并发送所述直流输电系统的故障信息。

9.一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时执行如权利要求1至8中任一项所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法的步骤。

10.一种电网换相高压直流输电系统，其特征在于，包括：

逆变侧换流器；

整流侧换流器，所述整流侧换流器设置有至少一组晶闸管组件；

输电线路，所述输电线路连接所述逆变侧换流器和所述整流侧换流器；

检测组件，配置为适于检测所述输电线路的电流和电压；

如权利要求9所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理装置，所述故障处理装置与所述整流侧换流器、所述逆变侧换流器和所述检测组件电连接。

Images