[發(fā)明專(zhuān)利]多端直流輸電系統(tǒng)的直流線路電流突變量縱聯(lián)保護(hù)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110350643.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102510050A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋國(guó)兵;蔡新雷;高淑萍;索南加樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 田洲

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)線路繼電保護(hù)方法，具體來(lái)說(shuō)是一種多端直流輸電系統(tǒng)的直流輸電線路電流突變量縱聯(lián)保護(hù)方法。

【背景技術(shù)】

我國(guó)的能源分布和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了高壓直流輸電具有廣闊應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的兩端直流僅能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直流功率傳送，當(dāng)多個(gè)交流系統(tǒng)間采用直流互聯(lián)時(shí)，需要多條直流輸電線路，這將極大提高投資成本和運(yùn)行費(fèi)用。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電網(wǎng)的建設(shè)，必然要求電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電以及多落點(diǎn)受電，因此多端直流輸電系統(tǒng)以其的經(jīng)濟(jì)、靈活、可靠等特點(diǎn)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。隨著大功率電力電子全控開(kāi)關(guān)器件技術(shù)以及新型直流輸電技術(shù)的成熟與發(fā)展，多端直流輸電在分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電、城市直流配電等領(lǐng)域中的發(fā)展?jié)摿θ找骘@現(xiàn)。

我國(guó)能源資源與生產(chǎn)力呈逆向分布，大型電源基地遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，為將部分優(yōu)質(zhì)電源在受端電力市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化配置，以及加強(qiáng)電網(wǎng)間的互聯(lián)，多端直流輸電在我國(guó)具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明，在“十二五”末或“十三五”期間，在金沙江二期水電、呼盟火電基地建設(shè)工程，甚至在更遠(yuǎn)景規(guī)劃中的西藏水電送出工程中都有多端直流輸電技術(shù)的應(yīng)用需求。因此，提高直流輸電線路運(yùn)行的安全與可靠性已成為迫切需要解決的問(wèn)題。

目前直流線路保護(hù)主要有行波保護(hù)、低電壓保護(hù)以及縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。目前運(yùn)行中的直流線路多以行波保護(hù)作為主保護(hù)，行波保護(hù)動(dòng)作速度快，不受接地電阻、負(fù)載、長(zhǎng)線分布電容等因素的影響，在直流輸電中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前國(guó)內(nèi)外所投運(yùn)的行波保護(hù)普遍存在可靠性不高的問(wèn)題，易誤動(dòng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，目前輸電線路故障仍然是導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)停運(yùn)的主要原因，直流線路保護(hù)的可靠性有待提高。對(duì)于多端系統(tǒng)而言，及時(shí)檢測(cè)和切除故障線路，對(duì)于健全線路的運(yùn)行和持續(xù)供電，意義更重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)作速度快、可靠性高的多端直流輸電系統(tǒng)的直流線路電流突變量縱聯(lián)保護(hù)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種多端直流輸電系統(tǒng)的直流線路電流突變量縱聯(lián)保護(hù)方法，其具體包括下列步驟：

步驟一，采集多端直流輸電系統(tǒng)的直流線路端點(diǎn)處故障暫態(tài)電流量；

步驟二，利用步驟一采集得到的故障暫態(tài)電流量計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的電流突變量，根據(jù)突變量的大小與整定值進(jìn)行對(duì)比，判斷故障方向；所述一段時(shí)間從故障起始時(shí)刻至M時(shí)刻，3ms≤M≤30ms；

步驟三，通過(guò)線路端點(diǎn)處電流突變量方向元件的配合，區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障；即各端點(diǎn)處方向元件若均判定為正向故障，則判為區(qū)內(nèi)故障；若至少有一個(gè)判為反向故障，則為區(qū)外故障。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：多端直流輸電系統(tǒng)的某一換流站安裝有直流線路保護(hù)裝置，各直流線路端點(diǎn)處電流突變量方向元件的動(dòng)作信息全部傳動(dòng)到該保護(hù)裝置，由保護(hù)裝置中的邏輯運(yùn)算進(jìn)行區(qū)內(nèi)外故障判別；各端點(diǎn)處方向元件若均判定為正向故障，則邏輯運(yùn)算輸出為正、判為區(qū)內(nèi)故障；若至少有一個(gè)判為反向故障，則邏輯運(yùn)算輸出為負(fù)、判為區(qū)外故障。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：多端直流輸電系統(tǒng)的直流線路端點(diǎn)處故障暫態(tài)電流量，通過(guò)安裝在對(duì)應(yīng)直流線路端點(diǎn)處的分流器進(jìn)行采集；分流器采集得到的故障暫態(tài)電流量經(jīng)過(guò)低通濾波、A/D轉(zhuǎn)換，輸入對(duì)應(yīng)的方向元件。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：電流突變量為k＝1，2，…N，N為故障起始時(shí)刻至M時(shí)刻內(nèi)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，Δi_k表示第k個(gè)采樣點(diǎn)的故障暫態(tài)電流量與故障前的電流量的差值；整定值為kr×N×I_set，kr為可靠系數(shù)，取為1.2～1.5；I_set為設(shè)定的門(mén)檻值，I_set＝0.1×I_n；I_n是直流輸系統(tǒng)的額定電流；電流突變量大于整定值時(shí)，端點(diǎn)處方向元件判定為正向故障，否則為反向故障。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：電流突變量計(jì)算的數(shù)據(jù)窗一般取為3～30ms。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：保護(hù)安裝處的方向元件動(dòng)作后，保護(hù)開(kāi)放10～20ms等待其他換流站方向元件的信息；若各方向元件若均判定為正向故障，則判為區(qū)內(nèi)故障；若至少有一個(gè)判為反向故障，則為區(qū)外故障。

本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)在于：步驟一中采集多端直流輸電系統(tǒng)中直流線路端點(diǎn)處故障暫態(tài)電流量時(shí)，采集的頻率大于1kHz。