一種柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性直流輸電技術(shù)，具體涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性直流輸電是繼交流輸電、常規(guī)直流輸電之后的一種新型輸電技術(shù)，具有諧波含量低、控制靈活的優(yōu)點(diǎn)。背靠背柔性直流輸電系統(tǒng)根據(jù)其功能不同又被稱為柔性環(huán)網(wǎng)控制裝置和分區(qū)互聯(lián)裝置。背靠背柔性直流系統(tǒng)不僅可以有效地解決原有交流系統(tǒng)短路電流超標(biāo)問題，而且還能實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)軟分區(qū)運(yùn)行，提高交流電網(wǎng)供電可靠性。
[0003]柔性直流輸電系統(tǒng)接入交流電網(wǎng)之后，一方面對(duì)原有交流保護(hù)產(chǎn)生影響，另一方面交流保護(hù)的動(dòng)作方式也會(huì)對(duì)柔性直流系統(tǒng)運(yùn)行方式產(chǎn)生影響。柔性直流系統(tǒng)在交流系統(tǒng)故障下的動(dòng)作行為應(yīng)該與原有交流保護(hù)相配合，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)的變化分析系統(tǒng)的狀況，決定柔性直流系統(tǒng)應(yīng)如何配合交流系統(tǒng)動(dòng)作。目前柔性直流輸電系統(tǒng)在交流故障時(shí)采用故障穿越策略，該方法無法區(qū)分交流故障作位置，在交流保護(hù)動(dòng)作后有可能繼續(xù)向故障點(diǎn)饋入電流或者引起停電事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，通過交流電壓檢測(cè)和交流頻率檢測(cè)相結(jié)合的方法判斷交流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確定柔性直流系統(tǒng)配合交流系統(tǒng)動(dòng)作的運(yùn)行方式。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法，中低壓輸電柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法包括如下步驟:
[0007]步驟1:確定交流系統(tǒng)電壓Uac是否小于保護(hù)動(dòng)作值Uset;
[0008]步驟2:延時(shí)Δt后，再判斷交流系統(tǒng)電壓Uac是否小于保護(hù)動(dòng)作值Uset;
[0009]步驟3:根據(jù)故障位置為電源線故障或出線故障，確定閉鎖柔性直流輸電系統(tǒng)或柔性直流輸電系統(tǒng)以正常控制方式運(yùn)行；
[0010]步驟5:未檢測(cè)到故障，柔性直流輸電系統(tǒng)以正常控制方式運(yùn)行。
[0011]高壓輸電柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法包括如下步驟:
[0012]步驟A:確定交流系統(tǒng)電壓Uac是否小于保護(hù)動(dòng)作值Uset ；
[0013]步驟B:延時(shí)Δt后，再判斷交流系統(tǒng)電壓Uac是否小于保護(hù)動(dòng)作值Uset;
[0014]步驟C:判斷交流系統(tǒng)電壓f是否小于保護(hù)動(dòng)作值fset;
[0015]步驟D:根據(jù)換流器側(cè)電源線故障還是柔性直流輸電系統(tǒng)，確定換流器側(cè)斷路器成功斷開還是切換至孤島運(yùn)行方式，再確定交流系統(tǒng)頻率f是否小于保護(hù)動(dòng)作值fset;
[0016]步驟E:如為換流器側(cè)電源線故障，閉鎖柔性直流輸電系統(tǒng)；
[0017]步驟F:柔性直流輸電系統(tǒng)維持孤島運(yùn)行方式；
[0018]步驟G:系統(tǒng)重合閘成功，重合換流器側(cè)斷路器，柔性直流輸電系統(tǒng)切換至正常運(yùn)行方式；
[0019]步驟H:如電源側(cè)電源線故障或者出線故障，柔性直流輸電系統(tǒng)以正?？刂品绞竭\(yùn)行；
[0020]步驟1:未檢測(cè)到故障，柔性直流輸電系統(tǒng)以正?？刂品绞竭\(yùn)行。
[0021]所述柔性直流輸電系統(tǒng)，包括依次連接的整流側(cè)子系統(tǒng)、直流線路、逆變側(cè)子系統(tǒng)。
[0022]所述整流側(cè)子系統(tǒng)包括:整流側(cè)變壓器與平波電抗器，三極連接線分別為正極、負(fù)極和可兼做正負(fù)極的第三極。
[0023]所述直流線路包括:與整流側(cè)子系統(tǒng)連接的整流側(cè)平波電抗器和與逆變側(cè)子系統(tǒng)連接的逆變側(cè)平波電抗器。
[0024]所述逆變側(cè)子系統(tǒng)包括:逆變側(cè)變壓器和平波電抗器，所述整流側(cè)與逆變側(cè)采用模塊化多電平換流器。
[0025]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果如下:
[0026]I)柔性直流輸電系統(tǒng)僅通過自身信號(hào)檢測(cè)即可以判斷交流故障的故障位置及交流保護(hù)的動(dòng)作方式，不需要任何通訊，大幅降低了控制保護(hù)系統(tǒng)配合時(shí)間，提高了系統(tǒng)供電可靠性；
[0027]2)本發(fā)明根據(jù)交流系統(tǒng)接線特點(diǎn)，將控制保護(hù)方法分為高壓輸電系統(tǒng)控制保護(hù)方法和中低壓輸電系統(tǒng)控制保護(hù)方法，該方法可以適用于目前所有的交流系統(tǒng)；
[0028]3)本發(fā)明提出的控制保護(hù)方法可以與各類交流故障處理方式精確配合，最大限度了確保了柔性直流輸電系統(tǒng)的利用率。
【附圖說明】
[0029]圖1為中低壓輸電系統(tǒng)站外交流系統(tǒng)故障示意圖。
[0030]圖2為中低壓輸電系統(tǒng)控制保護(hù)方法的流程圖。
[0031 ]圖3為高壓輸電系統(tǒng)站外交流系統(tǒng)故障示意圖。
[0032]圖4為高壓輸電系統(tǒng)控制保護(hù)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0034]本發(fā)明提供的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法分為中低壓輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法和高壓輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法。
[0035](一)中低壓輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法
[0036]中低壓輸電系統(tǒng)線路通常采用距離保護(hù)，單端配置斷路器，采用任意故障跳開三相，同時(shí)三相重合閘的方法清除故障。根據(jù)圖1所示，如果是故障點(diǎn)為F2的出線故障，可以跳開出線斷路器Q2，此時(shí)換流器對(duì)于故障清除沒有任何影響，仍然可以正常運(yùn)行;如果是故障點(diǎn)為Fl的電源線故障，此時(shí)僅跳開電源線斷路器Ql是沒有辦法清除故障的，換流器仍向故障點(diǎn)饋入短路電流，必須閉鎖換流器。換流站僅能通過自身檢測(cè)到的信號(hào)采取動(dòng)作，柔性直流系統(tǒng)采用電流控制，即使在故障下也沒有任何過流情況，其電流都在IGBT能夠容忍的范圍之內(nèi)，沒有明顯的變化信號(hào)，因此無法通過電流檢測(cè)得到故障信息。其能檢測(cè)的信號(hào)僅有交流系統(tǒng)電壓情況，電源線和出線的唯一區(qū)別就是出線跳閘后電壓恢復(fù)，電源線跳閘后換流站仍連接于故障，仍為低壓，因此可以通過延時(shí)的方法區(qū)分兩種故障。
[0037]根據(jù)圖2所示，中低壓輸電系統(tǒng)的控制保護(hù)方法具體步驟如下:
[0038]步驟I:判斷交流系統(tǒng)電壓Uac是否小于保護(hù)動(dòng)作值Uset，若是則執(zhí)行步驟2，否則執(zhí)行步驟5 ；
[0039]步