CN114204683A - 一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，通过对检测极的阀组运行方式进行判断后实现阀组电压的获取，同时采集检测极的各个电压测点的电压值，并根据实际电压测点的布置情况进行比较判断，确定各个电压测点的异常情况，根据特高压柔性直流输电系统的实际结构，通过测点替换的方式解决电压测点测量异常的问题，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。

Description

一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法。

背景技术

基于晶闸管技术的电网换相换流器的高压直流输电系统(LCC-HVDC)经过40多年的发展，技术已经非常成熟。目前LCC-HVDC广泛应用于远距离大容量输电、异步电网互联等场合。然而LCC-HVDC对所连接交流电网要求较高，无法实现无源运行，运行过程中需要消耗大量无功功率，在一定程度中制约了其进一步发展。

模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)具有模块化设计、扩展性强、功率四象限灵活运行、交流电压谐波少、占地面积小等优点，近年来在交流电网异步互联、风电场接入等领域得到了广泛的研究和利用。我国已建成的南澳多端柔直输电工程、云南异步联网工程、上海南汇柔直工程、舟山五端柔直、厦门柔直工程、张北柔直电网工程等均采用MMC拓扑结构。

测量系统是HVDC高压设备与HVDC控制保护系统连接的纽带，为保证HVDC控制保护系统数据的可靠性与完整性，与控制保护的冗余配置对应，每套控制/保护系统都会配置独立的测量回路。然而，受设备可靠性影响，国内已投运的HVDC工程的发生过多次测量系统测量偏差、品质异常事故。测量系统测量偏差、品质异常不仅直接影响到保护系统，还会对直流系统的控制造成影响，从而影响HVDC正常运行。

直流电压测点参与HVDC系统的直流电压控制，对HVDC系统稳定运行至关重要。对LCC-HVDC而言，当发生直流电压单一测量偏差时，只需进行控制系统切换即可应对；同时，为了防止控制系统不正常的频繁误切换，切换延时往往为秒级。而对于MMC-HVDC，其控制速度和动态响应速度远大于LCC-HVDC，且MMC换流阀更容易受直流电压测量异常的影响。当发生直流电压单一测量偏差时，若MMC-HVDC仍采用切换控制系统的策略，则在控制系统切换完成前(因从测量异常开始到切换完成需要几秒的时间)，在控制系统作用下，异常的直流电压极可能会使MMC换流阀过压，从而导致特高压柔性直流输电系统闭锁。

目前学术界和工业界已对常规直流直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法开展了一些研究，但对于特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法研究相对较少，且对特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常的应对方法还无专题研究。

发明内容

本申请提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，所述方法包括：

在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；

根据所述检测极的电流方向以及所述阀组运行方式，获取所述检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；

根据所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集所述直流线路侧直流电压测点的第三电压，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压；

将所述第一电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第五电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述第一电压与所述第三电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将所述第一电压与所述第四电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压；

比较所述第五电压和所述第六电压，或所述第五电压和所述第七电压，将绝对值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

若满足所述滞回比较的第一滞回条件，则经过第一预设延时后，生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。

可选地，所述生成极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第一滞回条件时，经过第二预设延时后，清除所述检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。

可选地，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：

采集所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压，所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点的第九电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中低端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，将所述第八电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十二电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，将所述第八电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十三电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中所述高端换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十四电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十五电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中所述低端换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十一电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对之后得到第十六电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到所述第十五电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十四电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十五电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十四电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十五电压；

将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

若满足所述滞回比较的第二滞回条件，则经过第三预设延时后，生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。

可选地，所述生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第二滞回条件时，经过第四预设延时后，清除所述检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。

可选地，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：

将所述第二电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十七电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述检测极当前控制系统的高端换流器的阀底直流电压测点的第十八电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中低端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述检测极当前控制系统的低端换流器的阀底直流电压测点的第十九电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器和低端设置有阀底直流电压测点时，若所述检测极只有高端换流器运行，则将所述第二电压与所述第十八电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十电压，若所述检测极不是只有高端换流器运行，则将所述第二电压与所述第十九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十一电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器以及低端换流器未设置有阀底直流电压测点，则采集所述检测极冗余控制系统的中性母线电压测点的第二十二电压；

将所述第二电压与所述第二十二电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十三电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时所述检测极只有高端换流器运行，则比较所述第十六电压和所述第十九电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时所述检测极不是只有高端换流器运行，则比较所述第十六电压和所述第二十电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十六电压和所述第二十二电压；

若满足所述滞回比较的第三滞回条件，则经过第五预设延时后，生成检测极检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位。

可选地，所述生成检测极检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第三滞回条件时，经过第六预设延时后，清除所述检测极检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位。

可选地，所述生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述检测极的所述直流线路侧直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制，否则将所述检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制。

可选地，所述生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位之后还包括：

若仅所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述极母线直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若不仅只有所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，且所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述检测极当前控制系统的所述高端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若不仅只有所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，且所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点参与柔直电压控制。

可选地，

所述生成检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位之后还包括：

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，且仅所述检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述高端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，但不仅只有所述检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述低端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将检测极冗余控制系统的中性母线电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，通过对检测极的阀组运行方式进行判断后实现阀组电压的获取，同时采集检测极的各个电压测点的电压值，并根据实际电压测点的布置情况进行比较判断，确定各个电压测点的异常情况，根据特高压柔性直流输电系统的实际结构，通过测点替换的方式解决电压测点测量异常的问题，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中特高压柔性直流输电系统单站典型拓扑示意图；

图2为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第一个方法流程图；

图3为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第二个方法流程图；

图4为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第三个方法流程图；

图5为特高压柔性直流双阀运行时UDCH单套测量异常时的第一个波形图；

图6为特高压柔性直流双阀运行时UDCH单套测量异常时的第二个波形图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应理解，本申请应用于特高压柔性直流输电系统，请参阅图1，图1为本申请实施例中特高压柔性直流输电系统单站典型拓扑示意图，如图1所示。

特高压柔性直流输电系统为真双极结构，每个极由高端、低端换流器串联。每极配有极母线直流电压测点UDCH(极1为UDCH1，极2为UDCH2)、中性母线电压测点UDN(极1为UDN1，极2为UDN2)、换流阀间直流电压测点UDM(极1为UDM1，极2为UDM2)。此外，根据实际需要，每极还可配置直流线路侧直流电压测点UDL(极1为UDL1，极2为UDL2)；每个换流器还可配置阀底直流电压测点UDNV(高端换流器为UDNV1，低端换流器为UDNV2)。

本申请设计了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2，图2为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第一个方法流程图，如图2所示，具体为：

201、在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；

需要说明的是，检测极的阀组运行方式分为单阀组运行以及双阀组运行。

202、根据检测极的阀组运行方式，获取检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；

需要说明的是，若检测极为极1，当单阀组运行时，阀组电压UC_P为运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值；当双阀组运行时，阀组电压UC_P为两个运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的和；

若检测极为极2，当单阀组运行时，阀组电压UC_P为运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的负值；当双阀组运行时，阀组电压UC_P为两个运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的和的负值。

203、根据真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压；

需要说明的是，根据真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压UDCH以及中性母线电压测点的第二电压UDN。

204、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集直流线路侧直流电压测点的第三电压，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压；

需要说明的是，若在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集直流线路侧直流电压测点的第三电压UDL，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压UDCH，若检测极为极1，则第一电压为UDCH1，第四电压为UDCH01，若检测极为极2，则第一电压为UDCH2，第四电压为UDCH02。

205、将第一电压与第二电压和阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第五电压；

需要说明的是，先计算第一电压UDCH-(第二电压UDN+阀组电压UC_P)的值，再将差值经过一阶低通滤波器再取绝对值后取第五电压。

206、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将第一电压与第三电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将第一电压与第四电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压；

需要说明的是，若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将第一电压UDCH与第三电压UDL之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将第一电压UDCH与第四电压UDCH之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压。

207、比较第五电压和第六电压，或第五电压和第七电压，将电压值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

需要说明的是，若真双极结构的高压柔性直流输电系统中设置有直流线路测直流电压测点，则比较第五电压和第六电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设极母线直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极的极母线直流电压测点存在UDCH测量异常，否则无异常。

若真双极结构的高压柔性直流输电系统中设置有直流线路测直流电压测点，则比较第五电压和第七电压的电压值大小，若存在较小的电压值，将电压值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设极母线直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极的极母线直流电压测点存在UDCH测量异常，否则无异常。

208、若满足滞回比较的第一滞回条件，则经过第一预设延时后，生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位；

209、当不满足滞回比较的第一滞回条件时，经过第二预设延时后，清除检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位；

210、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将检测极当前控制系统的直流线路侧直流电压测点代替检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制，否则将检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点代替检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制。

需要说明的是，当真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则在检测到极母线直流电压测量异常后，用检测极当前控制系统的直流线路侧直流电压测点代替检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制，否则用检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点代替检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制。

请参阅图3，图3为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第二个方法流程图，如图3所示，具体为：

301、在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；

需要说明的是，检测极的阀组运行方式分为单阀组运行以及双阀组运行。

302、根据检测极的阀组运行方式，获取检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；

需要说明的是，若检测极为极1，阀组电压UC_C为本阀组柔直阀控上送的柔直环流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值，若检测极为极2，阀组电压UC_C为本阀组柔直阀控上送的柔直环流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的负值。

303、根据真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压；

需要说明的是，根据真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压UDCH以及中性母线电压测点的第二电压UDN。

304、采集检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压，检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点的第九电压，若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则采集高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压，采集低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压；

需要说明的是，进一步地，需要采集检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压UDM，若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器和低端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压UDNV1，采集低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压UDNV2，对于极1，高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压为UDNV11，低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压为UDNV12，对于极2，高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压为UDNV21，低端换流器的阀底直流电压测点的第十二电压为UDNV22。

305、若检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，将第八电压与第一电压和阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十二电压；

需要说明的是，当检测极当前控制系统的换流器为高端换流器时，首先对第八电压UDM和(第一电压UDCH-阀组电压UC_C)进行比较，将差值经过一阶低通滤波器再取绝对值后取第十二电压。

306、若检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，将第八电压与第二电压和阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十三电压；

需要说明的是，当检测极当前控制系统的换流器为低端换流器时，将第八电压UDM和(第二电压UDN+UC_C)进行比较，将差值经过一阶低通滤波器再取绝对值后取第十三电压。

307、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将第八电压与第十电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十四电压，否则将第八电压与第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十五电压；

308、若检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较第十二电压和第十四电压；

309、若检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较第十二电压和第十五电压；

310、若检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较第十三电压和第十四电压；

311、若检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较第十三电压和第十五电压；

312、将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

需要说明的是，若检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较第十二电压和第十四电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点存在UDM测量异常，否则无异常。

若检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，但真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器和低端换流器均未设置有阀底直流电压测点，则比较第十二电压和第十五电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点存在UDM测量异常，否则无异常。

若检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较第十三电压和第十四电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点存在UDM测量异常，否则无异常。若检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器和低端换流器均未设置有阀底直流电压测点，则比较第十三电压和第十五电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点存在UDM测量异常，否则无异常。

313、若满足滞回比较的第二滞回条件，则经过第三预设延时后，生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位；

314、当不满足滞回比较的第二滞回条件时，经过第四预设延时后，清除检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位；

315、若仅检测极当前控制系统的低端换流器运行，则将检测极当前控制系统的极母线直流电压测点代替检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

316、若不仅只有检测极当前控制系统的低端换流器运行，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将检测极当前控制系统的高端换流器的阀底直流电压测点代替检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

317、若不仅只有检测极当前控制系统的低端换流器运行，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点代替检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点参与柔直电压控制。

请参阅图4，图4为本申请实施例中一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法的第三个方法流程图，如图4所示，具体为：

401、在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；

402、根据检测极的阀组运行方式，获取检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；

需要说明的是，若检测极为极1，当单阀组运行时，阀组电压UC_P为运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值；当双阀组运行时，阀组电压UC_P为两个运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的和；

若检测极为极2，当单阀组运行时，阀组电压UC_P为运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的负值；当双阀组运行时，阀组电压UC_P为两个运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值的和的负值。

403、根据真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压；

404、将第二电压与第一电压和阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十六电压；

405、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则采集检测极当前控制系统的高端换流器的阀底直流电压测点的第十七电压，采集检测极当前控制系统的低端换流器的阀底直流电压测点的第十八电压；

406、当真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点时，若检测极只有高端换流器运行，则将第二电压与第十七电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十九电压，若检测极不是只有高端换流器运行，则将第二电压与第十八电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十电压；

407、当真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点时，则采集检测极冗余控制系统的中性母线电压测点的第二十一电压；

408、将第二电压与第二十一电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十二电压；

409、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时检测极只有高端换流器运行，则比较第十六电压和第十九电压；

410、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时检测极不是只有高端换流器运行，则比较第十六电压和第二十电压；

411、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较第十六电压和第二十二电压；

412、将电压值小的对应电压与预设中性母线电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

需要说明的是，若检测极只有高端换流器运行，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较第十六电压和第十九电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设中性母线电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设中性母线电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的中性母线直流电压测点存在UDN测量异常，否则无异常。

若检测极不只有高端换流器运行，且真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较十六电压和第二十电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设中性母线电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设中性母线电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的中性母线直流电压测点存在UDN测量异常，否则无异常。

若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器均未设置有阀底直流电压测点，则比较十六电压和第二十二电压的电压值大小，将电压值小的对应电压与预设中性母线电压测量异常检测阈值进行滞回比较，若电压值小的对应电压比预设中性母线电压测量异常检测阈值大，则说明检测极当前控制系统的中性母线直流电压测点存在UDN测量异常，否则无异常。

413、若满足滞回比较的第三滞回条件，则经过第五预设延时后，生成检测极检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位；

414、当不满足滞回比较的第三滞回条件时，经过第六预设延时后，清除检测极检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位；

415、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，且仅检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将检测极当前控制系统的高端换流器的阀底直流电压测点代替检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

416、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，但不仅只有检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将检测极当前控制系统的低端换流器的阀底直流电压测点代替检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

417、若真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将检测极冗余控制系统的中性母线电压测点代替检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制。

请参阅图5和图6，图5为采用本申请的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法之前，在双阀组运行时，发生UDCH单套测量异常(UDCH偏差到0)时的波形图，图6为采用本申请的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法之后，在双阀组运行时，发生UDCH单套测量异常(UDCH偏差到0)时的波形图。

可以看出，图5中施加测量异常后，极1高端换流器经过约68ms后因阀控过压保护动作跳闸，图6中施加测量异常后，通过测点切换，特高压柔性直流输电系统仍能稳定运行。

本申请中，提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，通过对检测极的阀组运行方式进行判断后实现阀组电压的获取，同时采集检测极的各个电压测点的电压值，并根据实际电压测点的布置情况进行比较判断，确定各个电压测点的异常情况，根据特高压柔性直流输电系统的实际结构，通过测点替换的方式解决电压测点测量异常的问题，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，包括：

在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；

根据所述检测极的阀组运行方式，获取所述检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；

根据所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集所述直流线路侧直流电压测点的第三电压，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压；

将所述第一电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第五电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述第一电压与所述第三电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将所述第一电压与所述第四电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压；

比较所述第五电压和所述第六电压，或所述第五电压和所述第七电压，将电压值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

若满足所述滞回比较的第一滞回条件，则经过第一预设延时后，生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。

2.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第一滞回条件时，经过第二预设延时后，清除所述检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。

3.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：

采集所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压，所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点的第九电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则采集高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压，采集低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，将所述第八电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十二电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，将所述第八电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十三电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十四电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十五电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十四电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十五电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十四电压；

若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十五电压；

将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

若满足所述滞回比较的第二滞回条件，则经过第三预设延时后，生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。

4.根据权利要求3所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第二滞回条件时，经过第四预设延时后，清除所述检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。

5.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：

将所述第二电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十六电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述检测极当前控制系统的高端换流器的阀底直流电压测点的第十七电压，采集所述检测极当前控制系统的低端换流器的阀底直流电压测点的第十八电压；

当所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点时，若所述检测极只有高端换流器运行，则将所述第二电压与所述第十七电压之差经过一阶低通滤波器取绝对值再取绝对值得到第十九电压，若所述检测极不是只有高端换流器运行，则将所述第二电压与所述第十八电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十电压；

当所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点时，则采集所述检测极冗余控制系统的中性母线电压测点的第二十一电压；

将所述第二电压与所述第二十一电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第二十二电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时所述检测极只有高端换流器运行，则比较所述第十六电压和所述第十九电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，同时所述检测极不是只有高端换流器运行，则比较所述第十六电压和所述第二十电压；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十六电压和所述第二十二电压；

将电压值小的对应电压与预设中性母线电压测量异常检测阈值进行滞回比较；

若满足所述滞回比较的第三滞回条件，则经过第五预设延时后，生成检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位。

6.根据权利要求5所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位之后还包括：

当不满足所述滞回比较的第三滞回条件时，经过第六预设延时后，清除所述检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位。

7.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述检测极的所述直流线路侧直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制，否则将所述检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点参与柔直电压控制。

8.根据权利要求3所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成换流阀间直流电压测量异常标志位之后还包括：

若仅所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述极母线直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若不仅只有所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，且所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述检测极当前控制系统的所述高端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若不仅只有所述检测极当前控制系统的低端换流器运行，且所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点参与柔直电压控制。

9.根据权利要求5所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统中性母线电压测量异常标志位之后还包括：

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，且仅所述检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述高端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，但不仅只有所述检测极当前控制系统的高端换流器运行，则将所述检测极当前控制系统的所述低端换流器的所述阀底直流电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制；

若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中每个换流器未设置有阀底直流电压测点，则将检测极冗余控制系统的中性母线电压测点代替所述检测极当前控制系统的中性母线电压测点参与柔直电压控制。

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