[发明专利]一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法及装置

权利要求书

1.一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定直流系统整流站、直流线路和逆变站的运行参数以及与逆变站相连的交流系统的参数，并根据所述运行参数和交流系统参数得到恢复电压梯度门槛值；

采集去游离阶段直流系统逆变站出口的恢复电压，并根据所述恢复电压得到实测恢复电压梯度；

基于所述恢复电压梯度门槛值、实测恢复电压梯度与瞬时/永久故障判据，判断直流系统的故障类型；

根据所述故障类型发送控制信号，控制直流系统的重启或闭锁，以实现对直流系统的保护。

2.根据权利要求1所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，所述直流系统整流站、直流线路和逆变站的运行参数包括：整流站等值支路的等值电阻、直流线路电阻、直流线路对地电导、逆变站交流侧线电压有效值、直流线路对地等值电容、逆变站触发角；所述与逆变站相连的交流系统的参数包括工频角速度和逆变站交流侧线电压有效值。

3.根据权利要求2所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，通过以下公式得到所述恢复电压梯度门槛值f_set：

f_set＝k_relf_max；

式中，k_rel为可靠系数，f_max为故障消失瞬间恢复电压梯度最大值。

4.根据权利要求3所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，通过以下公式得到所述故障消失瞬间恢复电压梯度最大值f_max：

式中，U为逆变站交流侧线电压有效值，R′为去游离阶段故障消失期间的等值电阻，α为逆变站触发角，C为直流线路对地等值电容，ω为工频角速度。

5.根据权利要求4所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，通过下式计算去游离阶段故障消失期间的等值电阻R′：

式中，R_r为整流站等值支路的等值电阻，R_d为直流线路电阻，G为直流线路对地电导。

6.根据权利要求1所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，通过以下方式根据恢复电压得到实测恢复电压梯度f'(n)：

式中，n为恢复电压的待测时刻；h为恢复电压的采样间隔；U_dcf(n)为n时刻采集的恢复电压。

7.根据权利要求1所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，所述瞬时/永久故障判据具体为：

若实测恢复电压梯度大于恢复电压梯度门槛值，则为永久性故障；否则为瞬时性故障。

8.根据权利要求1所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，其特征在于，所述根据所述故障类型发送控制信号，控制直流系统的重启或闭锁，包括：

当故障类型为永久性故障时，向直流系统整流站发送闭锁信号，整流站闭锁触发脉冲，以使直流系统闭锁；

当故障类型为瞬时性故障时，向直流系统整流站发送重启信号，整流站改为最小触发角控制，直流系统重启。

9.一种基于恢复电压梯度的直流系统保护装置，其特征在于，包括：

恢复电压梯度门槛值计算模块，用于确定直流系统整流站、直流线路和逆变站的运行参数以及与逆变站相连的交流系统的参数，并根据所述运行参数和交流系统参数得到恢复电压梯度门槛值；

实测恢复电压梯度计算模块，用于采集去游离阶段直流系统逆变站出口的恢复电压，并根据所述恢复电压得到实测恢复电压梯度；

故障类型判断模块，用于基于所述恢复电压梯度门槛值、实测恢复电压梯度与瞬时/永久故障判据，判断直流系统的故障类型；

直流系统保护模块，用于根据所述故障类型发送控制信号，控制直流系统的重启或闭锁，以实现对直流系统的保护。

10.根据权利要求9所述的基于恢复电压梯度的直流系统保护装置，其特征在于，所述直流系统整流站、直流线路和逆变站的运行参数包括：整流站等值支路的等值电阻、直流线路电阻、直流线路对地电导、逆变站交流侧线电压有效值、直流线路对地等值电容、逆变站触发角；所述与逆变站相连的交流系统的参数包括工频角速度和逆变站交流侧线电压有效值。