CN112054489B - 一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法 - Google Patents

一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统和方法,其中受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直接分支线路;当直流线路发生故障时,通过所述第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过所述整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。

Description

一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系 统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域,更具体地,涉及的一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法。
背景技术
传统电网换相换流器高压直流输电(Line Commutated Converter based HighVoltage Direct Current,LCC-HVDC)具有输送容量大、有功功率快速可控、不存在交流输电的稳定问题、可实现电网的非同步并网等优势,被广泛应用于远距离大容量架空线输电场合。多端直流输电(MTDC)工程是指由3个或者3个以上的换流站及其直流输电线路组成的高压直流输电系统。LCC换流器技术相对成熟,可以用来构成多端直流输电系统。目前,世界上已有3个由LCC构成的多端直流输电工程投入运行(意大利一科西嘉一撒丁岛3端、加拿大魁北克一新英格兰5端(实际按3端运行)及日本的新信浓背靠背3端直流系统,加拿大的纳尔逊河以及美国的太平洋联络线直流输电工程也具有4端直流输电系统的特性。由南方电网负责建设的云贵互联通道工程是国内首个将两端直流改为三端直流的±500千伏直流输电工程,该工程在云南新建禄劝换流站,通过建设直流线路接入已经建成的贵广直流,形成跨云南-贵州-广东的三端超高压直流输电通道。
在直流受端采用多落点方式的多端直流有以下优势:避免建设多回特高压直流输电线路,降低了建设成本,提高了线路利用率。不同地区共用一个电源,减小了直流闭锁后对受端电网的冲击。不同落点可以根据地区电力需求调整功率分配,提高电力输送的灵活性,实现了送端资源的优化配置。但特高压直流受端采用多落点方式后,线路形态发生较大变化,常规两端直流线路的封闭特性优势被破坏,线路故障特征较常规两端直流线路故障特征区别较大,原有线路保护原理存在应用风险。另外,直流线路保护作为单端量保护,在直流多落点的情况下,难以区分上级线路与下级线路的故障,线路故障时存在越级误动或本级拒动风险。因此,需要开展适用于特高压直流受端多落点直流线路保护方法的研究。
发明内容
本发明技术方案提供一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法,以解决如何对串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路进行保护的问题。
为了解决上述问题,本发明提供了一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统,其特征在于:受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;所述第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;所述第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
当直流线路发生故障时,通过所述第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过所述整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;
当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。
优选地,还包括:当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路半压运行。
优选地,所述当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过所述整流站移相重启失败。
优选地,所述第一直流线路、所述第三直流线路的额定电压为:±800kV;
所述第二直流线路、所述第四直流线路的额定电压为:±400kV。
优选地,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
基于本发明的另一方面,本发明提供一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法,所述方法包括建立受端直流线路,其特征在于:受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;所述第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;所述第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
当直流线路发生故障时,通过所述第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过所述整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;
当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。
优选地,还包括:当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路的故障极半压运行,直流线路的非故障极全压运行。
优选地,所述当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过所述整流站移相重启失败。
优选地,所述第一直流线路、所述第三直流线路的额定电压为:±800kV;
所述第二直流线路、所述第四直流线路的额定电压为:±400kV。
优选地,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
本发明技术方案提供一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法,其特征在于:受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;当直流线路发生故障时,通过第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。本发明技术方案公开了一种适用于串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统及方法,在高端换流阀采用旁路开关,可以保证下级线路发生永久性接地故障时故障极仍能输送一半的功率。
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为根据本发明优选实施方式的串联接入方式下受端多落点特高压直流输电系统结构图;
图2为根据本发明优选实施方式的一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统结构图;以及
图3为根据本发明优选实施方式的一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法流程图。
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。
图1为根据本发明优选实施方式的串联接入方式下受端多落点特高压直流输电系统结构图。本发明实施方式中串联接入方式下的特高压直流受端多落点系统,其送端结构与传统特高压直流输电的送端相同,受端高、低压阀组之间通过直流线路相连,各自独立构成不同的换流站。串联接入方式下,受端每个换流站只有一个12脉动换流器,因此建设成本较低,同时受端两个换流站的容量能够得到充分利用,串联接入方式下受端多落点特高压直流输电系统结构图如图1所示。
图2为根据本发明优选实施方式的一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统结构图。本发明实施方式直流线路2配置行波保护、电压变化量保护,保护放在逆变站LCC1,保护本线路。第二直流线路(图2中为直流线路2)发生瞬时性故障时,逆变站直流保护将动作信号发至整流站,整流站检测到直流线路故障后移相重启,第一逆变站LCC1和第二逆变站LCC2检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,重启后重新控制直流电压。第二直流线路发生永久性故障时,整流侧移相期间检测到第二直流线路电流过零后,断开第一直流开关CB1,合上第三直流开关CB3,故障极半压运行,非故障极全压运行。
如图2所示,本发明提供一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统,其中受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
当直流线路发生故障时,通过第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;
当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。
优选地,当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
优选地,系统还包括:当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路半压运行。
优选地,当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过整流站移相重启失败。
优选地,第一直流线路、第三直流线路的额定电压为:±800kV;第二直流线路、第四直流线路的额定电压为:±400kV。
本发明直流线路2发生瞬时性故障时,逆变站LCC1将直流保护动作信号发至整流站,整流站强制移相后重启,逆变站LCC1和LCC2检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,重启后重新控制直流电压。直线2发生永久性故障时,整流侧移相重启不成功后,再次移相并在检测到直流线路2电流过零后,断开直流开关CB1,合上第三直流开关CB3,故障极半压运行,非故障极全压运行。
本发明提出的一种适用于串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统,在高端换流阀采用旁路开关,可以保证下级线路发生永久性接地故障时故障极仍能输送一半的功率。
图3为根据本发明优选实施方式的一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法流程图。如图3所示,本发明提供一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法,方法包括:
步骤101:建立受端直流线路,受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
步骤102:当直流线路发生故障时,通过第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;
步骤103:当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行。
优选地,方法还包括:当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路的故障极半压运行,直流线路的非故障极全压运行。
优选地,方法还包括:当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过整流站移相重启失败。
优选地,方法还包括:第一直流线路、第三直流线路的额定电压为:±800kV;第二直流线路、第四直流线路的额定电压为:±400kV。
优选地,方法还包括:当整流站根据接收到的动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
本发明直流线路2发生瞬时性故障时,逆变站LCC1将直流保护动作信号发至整流站,整流站强制移相后重启,逆变站LCC1和LCC2检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,重启后重新控制直流电压。直线2发生永久性故障时,整流侧移相重启不成功后,再次移相并在检测到直流线路2电流过零后,断开直流开关CB1,合上第三直流开关CB3,故障极半压运行,非故障极全压运行。
本发明提出的一种适用于串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法,在高端换流阀采用旁路开关,可以保证下级线路发生永久性接地故障时故障极仍能输送一半的功率。
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 (6)

1.一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护系统,其特征在于:受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;所述第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;所述第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
当直流线路发生故障时,通过所述第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过所述整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路半压运行;
当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行;当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
2.根据权利要求1所述的系统,所述当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过所述整流站移相重启失败。
3.根据权利要求1所述的系统,所述第一直流线路、所述第三直流线路的额定电压为:±800kV;
所述第二直流线路、所述第四直流线路的额定电压为:±400kV。
4.一种串联方式下特高压直流受端多落点下级直流线路保护方法,所述方法包括建立受端直流线路,其特征在于:受端直流线路包括第一直流分支线路和第二直流分支线路;所述第一直流分支线路包括依次相连接的第一直流线路、第一逆变站、第二直流线路和第二逆变站;所述第二直流分支线路包括依次相连接的第三直流线路、第三逆变站、第四直流线路和第四逆变站;
当直流线路发生故障时,通过所述第一逆变站的直流保护将动作信号发送至整流站,当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为临时故障时,通过所述整流站移相重启;第一逆变站和第二逆变站检测到直流线路故障后调节触发角度,使直流电压降低,在移相重启后控制直流电压;当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第四直流线路电流过零后,断开第二直流开关CB2,闭合第四直流开关CB4,使得直流线路的故障极半压运行,直流线路的非故障极全压运行;
当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的故障极半压运行;当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久故障时,所述整流站移相期间检测到第二直流线路的电流过零后,断开第一直流开关CB1,闭合第三直流开关CB3,使得直流线路的非故障极全压运行。
5.根据权利要求4所述的方法,所述当所述整流站根据接收到的所述动作信号检测到直流线路的故障为永久性故障时,通过所述整流站移相重启失败。
6.根据权利要求4所述的方法,所述第一直流线路、所述第三直流线路的额定电压为:±800kV;
所述第二直流线路、所述第四直流线路的额定电压为:±400kV。
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