[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

说明书

本发明涉及一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法及装置，属于直流系统保护技术领域，解决了现有技术中直流保护方法中在执行重启操作前未对故障类型进行判断造成直流系统的可靠性和稳定性差的问题。方法包括：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。

技术领域

本发明涉及直流系统保护技术领域，尤其涉及一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法及装置。

背景技术

在电网换相式高压直流输电(line commutated converter based high voltagedirect current，LCC-HVDC)系统中，直流输电线路横跨地域广，工作环境复杂且恶劣，故障率很高，且以瞬时性故障居多。直流线路发生故障会危害电气设备的安全运行，中断功率正常传输，直流系统闭锁、停运会引发系统电压和频率稳定问题甚至造成大停电，因此，直流输电线路故障后处理，对保障设备安全，提高供电可靠性，维持整个系统的稳定性尤为重要。

与交流输电系统不同，直流系统故障电流不存在自然过零点，故障电弧难以自行熄灭，能够直接开断直流故障电流的断路器尚不能够投入使用。为实现故障的隔离清除，目前LCC-HVDC系统主要采取调节换流站触发角使线路电流迅速降为零，达到保护设备和系统安全的目的，通常采用流故障重启时序(DC Fault Recovery Sequence,DFRS)。DFRS是指控制系统在经过预设的去游离时间后，对两侧换流站执行重启操作，依靠重启后电压恢复状况判断重启是否成功。DFRS类似于交流系统的重合闸操作，目的是维持系统稳定，若重启时刻故障点已经消失则能够恢复供电，若重启时刻故障点仍然存在，则重启失败，再次执行移相操作，直至重启成功或者重启次数达到上限执行闭锁操作。

目前，LCC-HVDC系统主要采用固定时延进行重启来保护直流系统，在执行重启操作前未对故障类型进行判断，使得在直流线路出现故障后，可能经历多次重启，进而对直流及交流系统造成多次冲击，难以保障设备安全，并且容易造成供电可靠性和系统稳定性差的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法及装置，用以解决现有的直流保护方法中在执行重启操作前未对故障类型进行判断造成直流系统的可靠性和稳定性差的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于恢复电压梯度的直流系统保护方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。