CN113131452A - 一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统,预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,当故障线路一端的断路器到达跳闸延时时间时执行跳闸,断开故障线路的一端,当第二电流突变量的极性仍为正时,可以确定故障位于本处断路器的正方向,缩短该处断路器的跳闸延时时间,当故障持续时间到达缩短后的第三跳闸延时时间时执行跳闸动作,断开故障线路的另一端。本发明在故障电流被稳定控制的条件下,根据故障线路一侧开关断开产生的电流突变量极性加速跳开另一侧开关,能够大大缩短后备保护的动作时间,更快地切除故障线路,提高保护速动性。

Description

一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域,特别是涉及一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统。
背景技术
各种光伏、风电等可再生能源电源和电动汽车等直流负荷的迅速发展,以及电力电子技术的进步,使得直流配电网成为当下的研究热点。相较于交流配电网,柔性直流配电网以其易于接入分布式新能源、能量传输损耗低、控制灵活的优点,成为我国未来电网发展的新方向。
然而,现有针对柔性直流配电网保护的研究大多聚焦于主保护层面,在极端情况(如通信系统故障,断路器拒动)下,主保护存在拒动的风险。针对该问题,学者蒋灵通等人(蒋灵通,陈青,王磊,等.基于故障电流前反行波初始波头时差的VSC-HVDC纵联方向保护[J].电网技术,2018,42(12):3998-4005.)提出一种利用行波到达线路两端的时间差确定故障线路的后备保护方法;学者孙丽敬等人(孙丽敬,张海,刘瑛琳,等.一种基于极性判别的环状直流配电网线路后备保护方法[J].电力建设,2018,39(06):49-55.)提出一种可利用故障线路两端电流极性均为正的特征实现故障定位的后备保护策略。
然而当通信系统故障时,上述后备保护方案同样可能拒动。鉴于此,基于本地量的后备保护更适宜成为直流配电网的最后防线。在高压直流电网中,线路出口处的限流电抗器为基于本地量的后备保护提供天然保护边界。但未配置限流电抗器的柔性直流配电网无天然边界,在此情况下仅基于本地量信息实现故障的选择性隔离成为构造柔性直流配电网后备保护的最大难点,迄今尚未有完备的解决方案。现有基于本地量的后备保护方案中,基于过流原理的后备保护(Baran M.E.and Mahajan N.R.Overcurrent Protection onVoltage-Source-Converter-Based Multiterminal DC Distribution Systems[J].IEEETransactions onPowerDelivery,2007,22(1):406–412.)及基于欠压原理的后备保护(张健康,索南加乐,粟小华,等.交直流混联电网发电机失步保护与直流低电压保护协调[J].电力系统自动化,2012,36(08):92-97.)难以实现故障的选择性定位,实用性不高。学者洪潮(洪潮,郭彦勋,李海锋,等.直流电网快速后备保护方案[J].高电压技术,2018,44(10):3375-3382.)利用故障后各断路器处故障电流增量的极性构造保护判据,但其判据整定值计算繁琐。学者Leterme W.(Leterme W.,PiroozAzad S.and Van Hertem D.A LocalBackup ProtectionAlgorithm for HVDC Grids[J].IEEE Transactions on PowerDelivery,2016,31(4):1767-1775.)及SUN Jingfan(SUN Jingfan.,Saeedifard M.andMeliopoulos A.P.S.Backup Protection ofMulti-Terminal HVDC Grids Based onQuickest Change Detection[J].IEEE Transactions onPower Delivery,2019,34(1):177-187.)均提出利用故障特征提高后备保护的启动速度的加速方法,但其加速仅限于缩短后备保护启动的时间,无法提高后备保护的动作速度。
上述国内外研究现状表明,目前不依赖通讯的柔性直流配电网后备保护方案尚未完善,其加速方法更是凤毛麟角。因此,亟需发明一种新型的柔性直流配电网后备保护加速方法,使得柔性直流配电网后备保护能够更快地切除故障线路,保证网络的供电可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统,以缩短柔性直流配电网后备保护的动作时间,能够更快地切除故障线路。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种柔性直流配电网后备保护加速方法,所述方法包括:
在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;所述柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中所述基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在所述基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
进一步地,所述在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,具体包括:
在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
以所述基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
将所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
进一步地,所述在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,之后还包括:
直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
进一步地,所述对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作,之后还包括:
控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
一种柔性直流配电网后备保护加速系统,所述系统包括:
跳闸延时时间预设模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;所述柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
第一电流突变量获得模块,用于当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中所述基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在所述基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
保护闭锁模块,用于对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
第二电流突变量获得模块,用于当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
跳闸延时时间缩短模块,用于对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
进一步地,所述跳闸延时时间预设模块,具体包括:
基准换流器选定子模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
断路器组划分子模块,用于以所述基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
跳闸延时时间设置子模块,用于将所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
进一步地,所述系统还包括:
出口电流控制模块,用于直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
进一步地,所述系统还包括:
恢复模块,用于控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供了一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统,首先预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,获得流过每个断路器在基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,而故障线路两端的断路器的第一电流突变量的极性为正,当故障线路一端的断路器到达跳闸延时时间时执行跳闸,断开故障线路的一端,然后获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,当第二电流突变量的极性仍为正时,可以确定故障位于本处断路器的正方向,缩短该处断路器的跳闸延时时间,当故障持续时间到达缩短后的第三跳闸延时时间时执行跳闸动作,断开故障线路的另一端。本发明在故障电流被稳定控制的条件下,根据故障线路一侧开关断开产生的电流突变量极性加速跳开另一侧开关,能够大大缩短后备保护的动作时间,更快地切除故障线路,提高保护速动性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种柔性直流配电网后备保护加速方法的流程图;
图2为本发明提供的一种柔性直流配电网后备保护加速方法的原理图;
图3为本发明实施例提供的四端环形柔性直流配电系统拓扑结构图;
图4为本发明实施例提供的故障发生时柔性直流配电网故障电流方向图;
图5为本发明实施例提供的网络各断路器的时序配合关系图;
图6为本发明实施例提供的故障线路一端断路器断开后故障电流方向图;
图7为本发明实施例提供的故障后换流器的出口电流图;
图8为本发明实施例提供的故障线路一端断开后待动作断路器检测到的电流突变量图;图8(a)为第一次电流突变量,图8(b)为第二次电流突变量;
图9为本发明实施例提供的六端环形柔性直流配电系统拓扑结构图。
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做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。
本发明的目的是提供一种柔性直流配电网后备保护加速方法及系统,以缩短柔性直流配电网后备保护的动作时间,能够更快地切除故障线路。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种柔性直流配电网后备保护加速方法,如图1所示,方法包括:
S101,在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
具体包括:
在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
以基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
将顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
S101之后还包括:
直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
S102,当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
S103,对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
S104,当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
S105,对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
S105之后还包括:
控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
本发明基于全桥换流器的故障电流控制能力,能够不依靠通讯在故障线路一侧断路器断开的情况下迅速断开另一侧断路器,有效提高了柔性直流配电网后备保护的速动性。直流故障发生后,网络中全桥型换流器(fullbridge modular multilevel converter,FBMMC)迅速切换为故障主动控制策略抑制短路电流的上升,同时各断路器进入延时动作状态,若断路器检测到的电流突变量极性为负,则保护闭锁;当故障线路一侧断路器延时跳闸后,若剩余待动作断路器检测到因故障线路一侧断开引起的第二次电流突变量极性也为正,则将自身延时缩短Δt,加速故障线路另一端断路器动作。在FBMMC故障主动控制策略下,直流配电网故障电流突变量稳定,其极性能够可靠判别;应用加速方法后,剩余待动作断路器仍具有配合关系。该方法能够大为缩短端口数较多的柔性直流配电网中后备保护动作时间,而且能够应用在其他具有限流控制能力的换流器(如,全桥子模块和半桥子模块组成的混合型换流器)组成的直流配电网中。
本发明提供了一种四端柔性直流配电网的后备保护加速方法的具体实施例。
本发明在不依赖通讯的前提下,提出了一种换流器故障主动控制下基于电流突变量极性的柔性直流配电网后备保护加速方法,如图2所示,包括以下步骤:
步骤一:故障发生后,换流器首先限制其出口电流为额定值,各断路器进入延时动作状态;
步骤二:断路器检测一端换流器输出增大时自身流过的电流突变量极性,若为负则保护闭锁;
步骤三:故障线路一端断路器达到预定延时,断路器动作跳闸;
步骤四:仍处于延时动作状态的换流器监测电流突变量极性,若第二次电流突变量极性也为正则将剩余动作延时缩短Δt;
步骤五:故障线路另一端断路器加速动作断开故障线路,非故障线路断路器根据电压上升的条件退出保护,网络恢复正常运行。
(1)定义全桥子模块柔性直流配电系统
四端直流配电网如图3所示,交流系统和直流系统之间由全桥MMC连接。CB12、CB21、CB23、CB32、CB34、CB43、CB41和CB14为网络中配置的直流断路器。定义F1为网络中的故障位置。图5中时序配合关系中的时间间隔Δt=5ms,线路首端断路器整定动作时间T1为15ms,断路器动作跳闸耗时3ms。时序配合关系中的时间间隔Δt、各断路器的跳闸时间以及线路首端断路器整定动作时间T1均是在线路首端断路器的微机保护装置内设定。
(2)故障线路一端断路器根据预先整定时间跳闸:故障发生后,换流器首先限制其出口电流为额定值,同时断路器进入延时动作状态。各断路器根据故障发生后一端换流器输出增大时自身采集到的电流突变量极性,闭锁位于非故障线路的保护装置。
以故障位于线路L2上F1处为例,故障发生后MMC1-MMC4首先限制各自的出口电流为额定值,经过一定延时确认主保护拒动后,MMC1增大其出口电流,取故障时刻t=0,换流器控制策略切换时间为0.5ms,图7为换流器出口的电流情况,从中可以看出故障发生0.5ms后换流器输出的短路电流在故障主动控制策略的控制下逐渐下降,并稳定在额定值附近。MMC1在t=10ms时增大输出电流,其中,10ms是为了确认主保护未动作。根据图4所示一端换流器输出增大的故障突变电流方向,断路器CB41、CB34及CB21处检测到电流突变量极性为负,保护闭锁。网络中剩余待动作的断路器为CB14、CB43、CB32及CB12、CB23
根据图3所示各断路器的时序配合关系,在t=20ms时断路器CB32达到整定时间,耗时3ms动作后成功隔离故障线路一端。
(3)在CB32断开后,待动作断路器检测到因CB32动作引起的电流突变如图8所示,故障电流馈入方向将如图6所示,可以看出CB14、CB43、CB21处电流突变量极性为负,保护闭锁;根据各断路器处检测的第二次电流突变量极性为正的加速条件,CB12、CB23处电流突变量极性为正,此时CB12动作延时为T3,CB23动作延时为T2,T2=20ms,动作时间缩短Δt=5ms。根据加速后的动作延时,CB23在T2时刻动作,断开故障线路另一端,相比于加速前缩短了Δt。
若考虑CB32的动作耗时,CB23在检测到第二次正向电流突变时延时已达23ms,故其将立即动作,后备保护整体动作时间缩短2ms。
值得说明的是,图8中展示的电流突变量极性,均是各断路器自身位置处检测到的本地量信息,无需与其他断路器通信。根据图8的电流突变量极性,断路器CB12、CB23的动作时间均缩短Δt=5ms,两者在加速后的动作时间仍具有配合关系,当CB23拒动时,CB12将在T3=25ms时跳闸,故相邻线路保护仍能通过时序配合提供后备保护,保护的可靠性能够保证。
对于图9所示的六端环形拓扑,具体技术原理、实施方案以及仿真结果与上述分析相同,本发明所陈述的保护原理依然适用。
本发明提出一种换流器故障主动控制下基于电流突变量极性的柔性直流配电网后备保护加速方法,能够在故障线路一端断开的条件下,通过断路器自身流过电流突变量极性,缩短故障线路另一端断路器的动作时间,提高了柔性直流配电网后备保护的速动性。加速后剩余断路器仍具有时序配合关系,保护可靠性仍能够得到保证。
此发明应能够充分利用换流器的控制优势,保证换流站不闭锁穿越故障,并在故障切除后迅速恢复到正常运行状态。显然,该发明不应仅局限于某一特定拓扑结构的柔性直流配电系统,在各种不同端口数量、不同负荷类型的柔性直流配电网中都有一定的应用价值。
本发明还提供了一种柔性直流配电网后备保护加速系统,系统包括:
跳闸延时时间预设模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
第一电流突变量获得模块,用于当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
保护闭锁模块,用于对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
第二电流突变量获得模块,用于当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
跳闸延时时间缩短模块,用于对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
跳闸延时时间预设模块,具体包括:
基准换流器选定子模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
断路器组划分子模块,用于以基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
跳闸延时时间设置子模块,用于将顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
系统还包括:
出口电流控制模块,用于直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
系统还包括:
恢复模块,用于控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种柔性直流配电网后备保护加速方法,其特征在于,所述方法包括:
在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;所述柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中所述基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在所述基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
2.根据权利要求1所述的柔性直流配电网后备保护加速方法,其特征在于,所述在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,具体包括:
在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
以所述基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
将所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
3.根据权利要求1所述的柔性直流配电网后备保护加速方法,其特征在于,所述在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间,之后还包括:
直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
4.根据权利要求1所述的柔性直流配电网后备保护加速方法,其特征在于,所述对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作,之后还包括:
控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
5.一种柔性直流配电网后备保护加速系统,其特征在于,所述系统包括:
跳闸延时时间预设模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器,根据所述基准换流器预设柔性直流配电网中每个断路器的跳闸延时时间;所述柔性直流配电网中每条直流线路的两端均设置一个断路器;
第一电流突变量获得模块,用于当直流线路发生故障且故障持续时间大于预设主保护动作时间时,增大柔性直流配电网中所述基准换流器的出口电流,并获得流过每个断路器在所述基准换流器的出口电流增大后的电流突变量,作为第一电流突变量;
保护闭锁模块,用于对第一电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁;
第二电流突变量获得模块,用于当故障持续时间到达第一电流突变量的极性为正且位于故障线路一端的断路器的跳闸延时时间时,执行跳闸动作,并获得第一电流突变量的极性为正的所有断路器中未跳闸的断路器的电流突变量,作为第二电流突变量;
跳闸延时时间缩短模块,用于对第二电流突变量的极性为负的断路器进行保护闭锁,同时缩短第二电流突变量的极性为正且未跳闸的断路器的跳闸延时时间,并当故障持续时间到达位于故障线路另一端的断路器的缩短后的跳闸延时时间时执行跳闸动作。
6.根据权利要求5所述的柔性直流配电网后备保护加速系统,其特征在于,所述跳闸延时时间预设模块,具体包括:
基准换流器选定子模块,用于在柔性直流配电网中选定一个多电平换流器作为基准换流器;
断路器组划分子模块,用于以所述基准换流器为首端展开柔性直流配电网,以从每个换流器向右侧连接的直流线路的电流方向为正方向,将柔性直流配电网中的所有断路器划分为顺时针方向断路器组和逆时针方向断路器组;
跳闸延时时间设置子模块,用于将所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照顺时针方向从Tmax依次减少,将所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间按照逆时针方向从Tmax依次减少;所述顺时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔与所述逆时针方向断路器组中断路器的跳闸延时时间间隔相同;
其中,Tmax为顺时针方向断路器组或逆时针方向断路器组中断路器的最大跳闸延时时间。
7.根据权利要求5所述的柔性直流配电网后备保护加速系统,其特征在于,所述系统还包括:
出口电流控制模块,用于直流线路发生故障时,控制柔性直流配电网中所有的多电平换流器的出口电流等于额定电流。
8.根据权利要求5所述的柔性直流配电网后备保护加速系统,其特征在于,所述系统还包括:
恢复模块,用于控制保护闭锁的断路器退出保护,柔性直流配电网恢复正常运行。
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