CN114552546B - 应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质 - Google Patents

应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质，包括以下步骤：S1、换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP装置发出跳交流开关信号；S2、换流站内主机产生的跳闸信号通过光缆由换流站传至交流站；S3、交流站内IO接口装置ACT完成跳闸信号的接收、转换及出口；S4、IO接口装置ACT跳闸开出板卡出口电跳闸信号给操作箱，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关。本发明针对换流站内不配置交流场设备，而是接入交流站的柔性直流输电工程，提出一种换流站内控保主机通过光纤及接口装置跨站跳交流站内开关的方法，填补了柔性直流输电工程跨站跳闸方法研究的空白。

Description

应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明属于多层流体晃荡技术领域，具体涉及一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质。
背景技术
柔性直流输电系统采用电压源型换流器，可以独立、快速控制系统的有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高交流系统的稳态性能。随着柔性直流输电技术的发展，柔性直流输电系统越来越多的被用于新能源并网、城市供电、海岛孤岛供电、电网互联等场合。
国内已投运的柔性直流输电工程，交流场设备都位于换流站内，并通过专门的交流站控系统完成对交流场内断路器、隔离刀闸、接地刀闸等设备的监视和控制功能。直流控制主机PCP装置、直流保护三取二主机P2F装置、阀控主机VCP装置和换流变保护主机CTP装置发出跳闸信号时，也会控制交流场开关分闸，这种跳闸方式属于站内跳闸。其中VCP装置的跳闸信号需先发送给PCP装置，再由PCP装置转发。若换流站内不配置交流场设备，而是接入其他交流站内时，这四种主机控制交流场开关跳闸的方式将变为跨站的方式，现有技术缺少对跨站跳闸方法的研究。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法、系统、设备及介质。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，换流站内控制保护主机跨站跳交流站内开关的步骤如下：
S1、换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP发出跳闸信号；
S2、换流站内主机产生的跳闸信号通过光缆由换流站传至交流站；
S3、交流站内IO接口装置ACT完成跳闸信号的接收、转换及出口；
S4、ACT出口电跳闸信号给操作箱，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关。
进一步的，换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP装置采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT也采用双套冗余配置；
主机和IO接口装置ACT之间交叉连接，即A套主机连接A套、B套IO接口装置ACT，B套主机连接A套、B套IO；
每台控制保护主机通过主口、备口，分别发送相同的跳闸信号数据报文给交流站IO接口装置ACT，VCP和IO之间无物理连接关系，VCP主机的跳闸信号通过PCP主机转发。
进一步的，跳闸信号包括4种，具体为：
PCP产生的控制类跳闸信号、PCP转发的由VCP产生的阀控跳闸信号、P2F产生的直流保护三取二跳闸信号以及CTP产生的换流变保护跳闸信号。
进一步的，交流站内IO接口装置ACT包括光纤接口板卡、跳闸开出板卡以及开入板卡；
光纤接口板卡，接入换流站各控制保护主机跳闸信号，包括PCP主机、P2F主机、CTP主机；
跳闸开出板卡，每个跳闸开出板卡具有11路跳闸开出节点，将控制保护主机光纤跳闸信号点对点转成电信号，用于出口跳闸电信号；
开入板卡，用于采集交流站对应的换流变连接串中开关、刀闸状态，包括该串对应的边中开关三相分合位开入，边中开关对应隔刀分合开入，边中开关对应地刀分合开入。
进一步的，步骤S4中，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关时，跳闸回路中串联了跳闸回路压板，包括软压板和硬压板，软压板和硬压板同时投入状态下跳闸回路才能连通，具体为：
软压板：
包括PCP、P2F和CTP主机中的软压板，通过调试软件或装置面板进行软压板整定，并具备远方修改软压板功能，保护装置软压板支持以遥控方式进行投入和退出操作，并支持以遥信方式上送软压板状态，断电数据不丢失；
硬压板：
在ACT设计跳闸回路出口硬压板。
进一步的，步骤S4中，跳闸时，跳闸延时具体包括控保主机跳闸判断逻辑延时T1、光纤传输延时T2、IO主机光电跳闸信号延时T3以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时T4；
控保主机跳闸判断逻辑延时T1具体为：
根据故障类型直流控制保护主机判断跳闸逻辑延时,一般需考虑保护动作延时；
IO主机光电跳闸信号延时T3具体为：IO主机光电转换和处理延时2～3ms；
跳闸出口延时T4具体为：
IO主机跳闸信号接入操作箱并通过操作箱出口跳断路器的动作延时。
本发明还提供一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸系统，系统采用本发明提供的方法，包括换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP、交流站内IO接口装置ACT、跳闸操作模块以及跳闸延时模块；
换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP，均包括主口和备口，通过主口和备口发出跳闸信号，跳闸信号通过光缆传输至交流站内；
交流站内IO接口装置ACT，用于接收跳闸信号，并完成跳闸信号的接收、转换及出口；
跳闸操作模块，用于接收交流站内IO接口装置ACT出口的电跳闸信号，跳开交流开关，完成跳闸；
跳闸延时模块，用于计算跳闸延时，包括控保主机跳闸判断逻辑延时、光纤传输延时、IO主机光电跳闸信号延时以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时。
进一步的，PCP、P2F、VCP以及CTP采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT采用双套冗余配置；
控制保护主机与IO接口装置ACT交叉连接，VCP主机和IO接口装置ACT之间无物理连接关系；
跳闸信号具体包括：
PCP装置产生的控制类跳闸信号、PCP装置转发的由VCP装置产生的阀控跳闸信号、P2F装置产生的直流保护三取二跳闸信号以及CTP装置产生的换流变保护跳闸信号。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明提供的方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现本发明提供的方法。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明针对换流站内不配置交流场设备，而是接入交流站的柔性直流输电工程，提出一种换流站内控保主机通过光纤及接口装置跨站跳交流站内开关的方法，填补了柔性直流输电工程跨站跳闸方法研究的空白。
2、本发明使用光信号跨站传输，延时短；并且，主机和IO接口装置ACT都采用双套冗余配置，可靠性高。
附图说明
图1是本发明方法的流程图；
图2是实施例中跳闸回路示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图2所示，本发明，一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP装置采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT也采用双套冗余配置。主机和IO之间交叉连接：即A套主机连接A套、B套IO，B套主机连接A套、B套IO。每台控制保护主机通过主口、备口，分别发送同样的跳闸信号数据报文给交流站IO接口装置ACT。其中VCP主机和IO之间无物理连接关系，VCP装置的跳闸信号通过PCP装置转发。
如图1所示，换流站内控制保护主机跨站跳交流站内开关的步骤如下：
S1、换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP等装置发出跳交流开关信号，跳闸信号分为4种：PCP装置产生的控制类跳闸信号，PCP装置转发的由VCP装置产生的阀控跳闸信号，P2F装置产生的直流保护三取二跳闸信号和CTP装置产生的换流变保护跳闸信号。每台控制保护主机通过主口、备口，分别发送同样的跳闸信号数据报文。
S2、换流站和交流站之间距离通常为几百米以上，换流站内主机产生的跳闸信号通过光缆由换流站传至交流站；
S3、交流站内IO接口装置ACT完成跳闸信号的接收、转换及出口；交流站内IO接口装置ACT具体包括以下板卡配置及功能：
光纤接口板卡：
接入换流站各控制保护主机光纤跳闸信号，包括PCP主机、P2F主机、CTP主机；
跳闸开出板卡：
每个板卡具有11路跳闸开出节点，将控保主机光纤跳闸信号点对点转成电信号，用于出口跳闸；
开入板卡：
采集交流站对应的换流变连接串中开关、刀闸状态，包括该串对应的边中开关三相分合位开入，边中开关对应隔刀分合开入，边中开关对应地刀分合开入。
S4、ACT跳闸开出板卡出口电跳闸信号给操作箱，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关。
跳闸回路连通；跳闸回路中串联了跳闸回路压板，包括软压板和硬压板两大类，软压板和硬压板同时投入状态下跳闸回路才能连通，具体如下：
控保主机软压板：
包括PCP、P2F和CTP主机中的软压板，可以通过调试软件或装置面板进行软压板整定，并具备远方修改软压板功能，保护装置软压板支持以遥控方式进行投入和退出操作，并支持以遥信方式上送软压板状态。断电数据不丢失。
接口装置硬压板：
在ACT接口屏设计跳闸回路出口硬压板。
跳闸延时，具体为包括控保主机跳闸判断逻辑延时T1、光纤传输延时T2、IO主机光电跳闸信号延时T3以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时T4。
其中，控保主机跳闸判断逻辑延时T1：
根据故障类型直流控制保护主机判断跳闸逻辑延时,一般需考虑保护动作延时。
光纤传输延时T2：
假设换流站和交流站距离800米，光速折算为2/3，则光纤通道延时约4us。其他距离可用相同方法计算延时。
IO主机光电跳闸信号延时T3：
IO主机光电转换和处理延时2～3ms。
跳闸出口延时T4：
主要为IO主机跳闸信号接入操作箱并通过操作箱出口跳断路器的动作延时。
在另一个实施例中，提供了一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸系统，系统采用上一实施例所述方法，包括换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP、交流站内IO接口装置ACT、跳闸操作模块以及跳闸延时模块；
换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP，均包括主口和备口，通过主口和备口发出跳闸信号，跳闸信号通过光缆传输至交流站内；
交流站内IO接口装置ACT，用于接收跳闸信号，并完成跳闸信号的接收、转换及出口；
跳闸操作模块，用于接收交流站内IO接口装置ACT出口的跳闸信号，跳开交流开关，完成跳闸；
跳闸延时模块，用于计算跳闸延时。
PCP、P2F、VCP以及CTP采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT采用双套冗余配置；
控制保护主机与IO接口装置ACT交叉连接，VCP主机和IO接口装置ACT之间无物理连接关系；
跳闸信号具体包括：
PCP装置产生的控制类跳闸信号、PCP装置转发的由VCP装置产生的阀控跳闸信号、P2F装置产生的直流保护三取二跳闸信号以及CTP装置产生的换流变保护跳闸信号。
跳闸延时具体包括：
控保主机跳闸判断逻辑延时、光纤传输延时、IO主机光电跳闸信号延时以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时。
在另一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述实施例方法。
在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例方法。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，其特征在于，换流站内控制保护主机跨站跳交流站内开关的步骤如下：
S1、换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP发出跳闸信号；
S2、换流站内主机产生的跳闸信号通过光缆由换流站传至交流站；
S3、交流站内IO接口装置ACT完成跳闸信号的接收、转换及出口；
S4、ACT出口电跳闸信号给操作箱，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关；
换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP、CTP装置采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT也采用双套冗余配置；
主机和IO接口装置ACT之间交叉连接，即A套主机连接A套、B套IO接口装置ACT，B套主机连接A套、B套IO接口装置ACT；
每台控制保护主机通过主口、备口，分别发送相同的跳闸信号数据报文给交流站IO接口装置ACT，VCP和IO之间无物理连接关系，VCP主机的跳闸信号通过PCP主机转发；
步骤S4中，通过操作箱跳闸线圈跳开交流开关时，跳闸回路中串联了跳闸回路压板，包括软压板和硬压板，软压板和硬压板同时投入状态下跳闸回路才能连通，具体为：
软压板：
包括PCP、P2F和CTP主机中的软压板，通过调试软件或装置面板进行软压板整定，并具备远方修改软压板功能，保护装置软压板支持以遥控方式进行投入和退出操作，并支持以遥信方式上送软压板状态；
硬压板：
在ACT设计跳闸回路出口硬压板。
2.根据权利要求1所述的一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，其特征在于，跳闸信号包括4种，具体为：
PCP产生的控制类跳闸信号、PCP转发的由VCP产生的阀控跳闸信号、P2F产生的直流保护三取二跳闸信号以及CTP产生的换流变保护跳闸信号。
3.根据权利要求1所述的一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，其特征在于，交流站内IO接口装置ACT包括光纤接口板卡、跳闸开出板卡以及开入板卡；
光纤接口板卡，接入换流站各控制保护主机跳闸信号，包括PCP主机、P2F主机、CTP主机；
跳闸开出板卡，每个跳闸开出板卡具有11路跳闸开出节点，将控制保护主机光纤跳闸信号点对点转成电信号，用于出口跳闸电信号；
开入板卡，用于采集交流站对应的换流变连接串中开关、刀闸状态，包括该串对应的边中开关三相分合位开入，边中开关对应隔刀分合开入，边中开关对应地刀分合开入。
4.根据权利要求1所述的一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸方法，其特征在于，步骤S4中，跳闸时，跳闸延时具体包括控保主机跳闸判断逻辑延时T1、光纤传输延时T2、IO主机光电跳闸信号延时T3以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时T4；
控保主机跳闸判断逻辑延时T1具体为：
根据故障类型直流控制保护主机判断跳闸逻辑延时,一般需考虑保护动作延时；
IO主机光电跳闸信号延时T3具体为：IO主机光电转换和处理延时2至3ms；
跳闸出口延时T4具体为：
IO主机跳闸信号接入操作箱并通过操作箱出口跳断路器的动作延时。
5.一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸系统，其特征在于，系统采用权利要求1-4任一项所述方法，包括换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP、交流站内IO接口装置ACT、跳闸操作模块以及跳闸延时模块；
换流站内控制保护主机PCP、P2F、VCP以及CTP，均包括主口和备口，通过主口和备口发出跳闸信号，跳闸信号通过光缆传输至交流站内；
交流站内IO接口装置ACT，用于接收跳闸信号，并完成跳闸信号的接收、转换及出口；
跳闸操作模块，用于接收交流站内IO接口装置ACT出口的电跳闸信号，跳开交流开关，完成跳闸；
跳闸延时模块，用于计算跳闸延时，包括控保主机跳闸判断逻辑延时、光纤传输延时、IO主机光电跳闸信号延时以及跳闸硬接点接入操作机构跳闸延时。
6.根据权利要求5所述的一种应用于柔性直流输电系统的跨站跳闸系统，其特征在于，PCP、P2F、VCP以及CTP采用双套冗余配置，交流站内IO接口装置ACT采用双套冗余配置；
控制保护主机与IO接口装置ACT交叉连接，VCP主机和IO接口装置ACT之间无物理连接关系；
跳闸信号具体包括：
PCP装置产生的控制类跳闸信号、PCP装置转发的由VCP装置产生的阀控跳闸信号、P2F装置产生的直流保护三取二跳闸信号以及CTP装置产生的换流变保护跳闸信号。
7.一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，当计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述方法。
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