[发明专利]适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护方法及装置，在柔性直流输电系统的交流出线发生故障后，对柔性直流侧采用低压限流策略；获取采用低压限流策略，直流侧和交流侧中的最大电流和最小电流；根据所述直流侧和交流侧中的最大电流和最小电流，计算交流侧的差动电流；当所述差动电流大于预设的差动电流动作门槛值时，降低所述最大电流的K值，获取制动电流；当所述交流侧的电流大于制动电流时，启动差动保护动作。解决现有的差动判据在兼顾安全性时，灵敏度低的问题。

技术领域

本申请涉及继电保护领域，具体涉及一种适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护方法，同时涉及一种适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护装置。

背景技术

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流输电技术能够解决常规直流存在换相失败风险的问题，同时由于其具有控制方式更为灵活，无功需求较小且无需滤波等优势而受到广泛关注。柔性直流换流站以输出参考有功功率和无功功率为目的，PCC点电压基本由交流系统决定，通过内外环控制可将换流站控制目标转变为通过控制换流站输出电压的幅值和相位实现输出电流的幅值和相位追踪参考电流的幅值和相位。

在柔直侧电网发生故障后，故障电流快速上升，将严重危及系统中的相关电气设备，因此柔性直流在内外环控制中均采用限幅控制器，以保证系统的安全可靠运行。当其交流侧发生不对称故障时，将使得交流电压不再是三相对称的，由交流故障分析可知，该情况下将存在负序电压分量。然而，负序电压作用在换流器则会在换流器的阀侧产生负序电流。该负序电流叠加在直流系统中将会造成较大的故障过电流，使得换流站快速闭锁，严重情况下还可能损坏功率元件。因此，滤除负序电流分量对于换流站的安全运行是十分重要的。针对于柔直侧交流故障，由于换流站由大量电力电子器件构成而具有非线性特征，因此传统交流故障分析方法无法直接适用于柔性直流系统换流站交流侧故障分析，柔直侧交流系统发生故障后电气量幅值和相角的变化可能对交流差动保护带来适应性问题。

传统差动主要是利用差动电流和制动电流之间的幅值特性来构成判据的，对于两侧电流的幅相关系为任意情况均采用同一制动系数，而没有能充分发挥产生差动电流的两侧电流之间的相位关系，因而在柔性直流接入电网中很难同时兼顾灵敏度和安全性两方面的关系。

发明内容

本申请提供一种适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护方法及装置，解决现有的差动判据在兼顾安全性时，灵敏度低的问题。

本申请提供一种适用于柔性直流输电系统的交流线路差动保护方法，包括：

在柔性直流输电系统的交流出线发生故障后，对柔性直流侧采用低压限流策略；

获取采用低压限流策略，直流侧和交流侧中的最大电流和最小电流；

根据所述直流侧和交流侧中的最大电流和最小电流，计算交流侧的差动电流；

当所述差动电流大于预设的差动电流动作门槛值时，降低所述最大电流的K值，获取制动电流；

当所述交流侧的电流大于制动电流时，启动差动保护动作。

优选的，根据所述直流侧和交流侧中的最大电流和最小电流，计算交流侧的差动电流，包括：

交流侧的差动电流的计算公式为，

I_CD为差动电流，为两侧中最大电流，为两侧中最小的电流。

优选的，当所述差动电流大于预设的差动电流动作门槛值时，降低所述最大电流的K值，获取制动电流，包括：

当I_CD＞I_DZ时，降低所述最大电流的K值，其中I_CD为差动电流，I_DZ为差动电流动作门槛值；