[发明专利]一种基于扰动注入的架空柔直电网自适应重合闸方法

说明书

本发明公开了一种基于扰动注入的架空柔直电网自适应重合闸方法，包括在直流电网发生短路故障且直流断路器动作后，经过预设延时保证故障线路去游离；向故障线路注入扰动；通过检测扰动在故障线路上的传播特性判断故障性质，若为瞬时性故障，对故障线路进行重合闸操作；若为永久性故障，不重合直流断路器，进行故障定位。本发明提供的自适应重合闸方法通过判断故障性质控制断路器有选择性地进行重合闸，防止永久性故障下断路器的盲目重合闸对系统造成的二次冲击，避免器件被损坏，提高了系统的安全性，并且在瞬时性故障下指导断路器进行重合闸恢复供电，提高了系统供电的可靠性。

技术领域

本发明属于柔性直流输电领域，更具体地，涉及一种基于扰动注入的架空柔直电网自适应重合闸方法。

背景技术

基于MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)的直流输电技术凭借其模块化结构、谐波含量低、自启动、功率解耦控制、开关损耗低等特点，在新能源发电、异步互联、城市电网增容、向无源系统供电、连接弱交流电网等方面有着广阔的应用场景。为进一步提高运行灵活性和供电可靠性，多端柔性直流电网成为未来智能电网的发展趋势之一。

考虑到输电距离、电压等级以成本问题，架空线输电是大规模功率传输的主要方式之一。架空线路工作环境恶劣，故障发生概率很高，需要在架空线两侧安装高压直流断路器(Direct Current Circuit Breaker，DCCB)进行故障线路隔离。

架空线故障大多数是瞬时性故障，因此故障隔离后，应快速进行系统重启，以恢复系统的供电，从而提高系统的可靠性。与交流系统类似，直流电网的系统恢复可以通过直流断路器实现。但是，交流断路器与直流断路器工作原理不同，交流断路器的开断时间为40～60ms，而直流断路器可在3ms内完成开断动作。此外，在直流系统中，直流故障电流无自然过零点，故需重新考虑直流断路器的重合闸策略。目前工程上常采用自动重合闸方案进行故障重启。该方法的最大问题在于不能判断故障性质，一旦重合于永久性故障，将会对系统和换流站造成二次危害，且二次分闸进一步增加了直流断路器的开断容量需求。为提高重合闸的成功率以及系统的安全性，将在断路器合闸之前，进行故障性质的判断。若判断结果为瞬时性故障，则断路器应立刻进行合闸；若判断结果为永久性故障，则需进行故障测距，安排维修工作。这种通过预先判断故障性质的重合闸方法称为“自适应重合闸”。考虑到直流电网下，健全极与故障极的耦合作用小，因此有必要向故障线路中注入一扰动信号来实现故障性质的判别。同时，直流电网存在冗余线路以及多落点电源点，这为扰动信号的注入与流通提供了可能性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于扰动注入的架空柔直电网自适应重合闸方法，旨在解决重合闸于永久性故障时会对直流电网造成二次冲击且需要再次分闸，柔直电网的安全性和供电可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于扰动注入的架空柔直电网自适应重合闸方法，包括以下步骤：

(1)在直流电网发生短路故障且直流断路器动作后，经过预设延时保证故障线路去游离；

(2)向故障线路注入扰动；

(3)通过检测扰动在所述故障线路上的传播特性判断故障性质，

若为瞬时性故障，对故障线路进行重合闸操作；

若为永久性故障，不重合直流断路器，进行故障定位。

优选地，直流断路器包括主支路、换流支路和耗能支路，所述换流支路作为所述扰动注入所述故障线路的通道。

优选地，直流断路器包括ABB混合式直流断路器、耦合型机械直流断路器、负压耦合型机械直流断路器、级联全桥子模块混合型直流断路器。