[发明专利]低压直流配电网短路故障选线方法、系统、设备及介质

说明书

本发明提供了一种低压直流配电网短路故障选线方法、系统、设备及介质，包括：当发生短路故障，且换流器进入闭锁状态时；如果存在支路电流降至第一阈值的支路时，设置于所述支路上的断路器将自身的工况动作值切换为故障工况动作值；等待换流器闭锁时间大于等于第二阈值后，且所述换流器进入恒流输出模式时，如果所述支路电流降至第一阈值的支路上的断路器中存在动作的断路器，则所述动作断路器所在的支路为故障支路；其中，所述支路电流通过设置于所述支路的断路器测量得到。利用故障发生后支路自身电压和电流变化的特征，在无需换流器复杂的控制算法和无需加装集中式通信系统的情况下，实现短路故障选线，提升保护方法的可靠性和普适性。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种低压直流配电网短路故障选线方法、系统、设备及介质。

背景技术

随着光伏、储能等分布式电源快速发展以及实际以直流形式供电的负荷比例不断上升，当前直流以及交直流混合等形式的配电网逐渐成为关注热点，直流配电应用中面临的诸如故障保护及供电恢复等众多关键技术逐渐受到越来越多学者的关注。

对于传统交流系统发生短路故障的情况而言，由于电抗限流作用，故障电流一般上升速度较慢，且电能转换环节为交流变压器，具备一定的耐冲击和过流能力，有充足的时间供下级交流断路器进行判断和动作，因此一般通过合理整定各级交流断路器动作阈值和时间级差，即可完成交流故障选线。

当直流配电系统发生短路故障时，由于故障电流上升速度快，以及直流换流器中电力电子器件对过流敏感、耐受能力差(微秒级)，就当前直流断路器保护速度(毫秒级)而言，无法提供充足的时间让下级断路器动作。在当前已建设的示范工程中，一般都采取直接封锁换流器脉冲切断直流部分供电从而实现保护，这种方法虽然从安全性角度讲能够及时对故障做出响应，但系统将失去故障特征量无法实现选线，故障支路及电气连接的其他支路将全部失电，降低了供电可靠性，也给现场运维检修带来难度和工作量。

面对此困境，相关研究人员尝试基于电力电子器件控制能力强的特点，提出了控制与保护相协同的保护方法，通过控制保证故障发生后系统中存在安全范围以内的电气量，为故障支路判断提供依据，最终实现仅跳开故障支路断路器，实现选线。但相关方法仍需要依赖可靠通信或复杂控制方法完成，一方面成本高，另一方面可靠性也有待提升。

《低压直流配电网主动限流控制及保护方案》中的方法为给支路断路器留出充足的时间判断过流从而产生保护动作，在短路故障发生后，通过迅速调整电源控制策略降低短路电流幅值使之不会导致电源闭锁。但该方法对算法控制速度和电源拓扑均有要求，且在实际中，由于低压直流系统支路较短，短路故障发生时电流上升速度极大，多种因素扰动下控制效果不理想易造成电流越限，电源直接闭锁、方法失效，选线无法完成。

《光伏直流并网系统控保协同故障区段辨识方法》中的方法在短路故障发生后，首先使电源换流器闭锁，之后启动检测模式，使换流器工作在恒流输出状态，此时监测各支路电流经通信系统集中上传，通过对比各支路电流情况判断出故障支路，并向该支路断路器下发保护动作指令，实现选线。该方法需要加装集中式通信系统，成本高，且对通信系统的依赖会降低可靠性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种低压直流配电网短路故障选线方法，包括：

在确定发生短路故障，且换流器进入闭锁状态时，从支路中确定出目标支路；

将所述目标支路上的断路器的工况动作值切换为故障工况动作值；

在确定所述换流器的闭锁时间大于等于第二阈值，且所述换流器进入恒流输出模式时，根据所述目标支路上的断路器的故障工况动作值，判断所述目标支路上的断路器是否发生保护动作；

在为是时，将所述目标支路确定为故障支路。

优选的，所述从支路中确定出目标支路，包括：

将所述支路中其支路电流降至第一阈值的支路确定为所述目标支路；