[發明專利]一種分段式抑制交流過電壓及過頻率的方法

有效

• 申請號: 201310610247.0
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103633660A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李明;劉濤;楊煜;李婧靚;李巖;黎小林;饒宏
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及的是一種電力系統技術領域的方法，具體是指高壓直流輸電系統處于孤島運行方式下，一種分段式抑制交流過電壓及過頻率的方法。

背景技術

高壓直流輸電系統處于孤島運行方式下，為保障設備安全運行，在交、直流系統故障情況下，通過繼電保護等措施，可快速隔離故障。在切除交、直流系統故障后，孤島系統由于其本身容量較小，易引起交流系統過電壓和頻率超越設備正常工作范圍，通常采用過壓保護、高周切機等繼電保護方法加以解決。

其中過壓保護、高周切機在工程中廣泛使用，現有過壓保護、高周切機均屬于元件保護，均未能保障在切除交、直流系統故障后，孤島交流系統其余設備的安全。原過壓保護原理：是一種直流元件保護，采用多段式原理，根據檢測到交流母線電壓的不同，采取不同延時動作出口緊急停運直流輸電系統，跳開交流側進線開關，將直流系統帶到安全狀態。原高周切機保護原理：是一種安穩控制，主要作用就是當電網頻率高的時候(每個地方定值不一樣)該裝置動作,切除該電網上的部分送入電源(如發電機和送入的電能的輸電線路),根據電網頻率的變化(>50Hz)高周切機分為很多輪，例如第一輪是51.5Hz，第二輪是52.5Hz，第三輪是53.5Hz，第四輪是54.5Hz，保證機組的安全。

但在實際運行過程中，由于孤島系統現場運行工況復雜，系統邊界條件隨電廠開機方式、直流輸送功率大小、交流系統阻抗容量大小、直流控制響應特性以及直流系統配置方式有關，常規過壓和高周切機保護無法有效保證故障切除后系統的安全、穩定運行，其目的僅為元件保護而非保系統。

發明內容

本發明的目的是提出一種分段式抑制交流過電壓及過頻率的方法，本發明使得處于孤島運行方式下的直流系統，在交、直流系統故障切除后，孤島系統能夠保持穩定運行，交流電壓、頻率控制在設定的范圍內，使得孤島系統內保留的設備仍處于設計的運行范圍內。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括以下步驟：

本發明的分段式抑制交流過電壓及過頻率的方法，包括以下步驟：

1）確定直流孤島運行抑制交流過電壓跳閘邏輯、直流孤島運行抑制頻率越限跳閘邏輯；

2）建立孤島運行方式下高壓直流電磁暫態仿真模型以及電廠電磁暫態模型，并對直流孤島運行抑制交流過電壓跳閘邏輯、直流孤島運行抑制頻率越限跳閘邏輯建模；根據下述整定原則，選取合適的保護建議定值；

3）根據故障仿真要求，分別選取不同的運行工況，并模擬不同故障工況。?

4）執行電磁暫態仿真，觀察測量信號曲線，驗證定值選取是否合理。

所述的整定原則是：?1）根據設計標準分析在不同功率水平、不同電廠開機方式下發生故障并切除后系統能夠保持穩定運行；

2）在不同功率水平、不同電廠開機方式下發生故障并切除后系統的過電壓水平在規程運行的范圍內；

3）在不同功率水平、不同電廠開機方式下發生故障并切除后系統的交流電壓頻率在規程運行的范圍內。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)?采用本發明的方法，在不同功率水平、不同電廠開機方式下發生故障并切除后孤島內剩余設備仍能保持正常運行，且均處于設計所允許的范圍內運行。

2)?采用本發明的方法，解決了孤島系統發生故障并切除后，交流系統電壓和頻率超出設計所允許的范圍的問題，確保了孤島系統內剩余設備的安全可靠運行。

3)?采用本發明的方法，通過分段式交流過電壓控制邏輯、分段式頻率控制邏輯的設定配合，確保孤島系統在故障發生后不產生振蕩。

4)?采用本發明的方法，使得處于孤島運行方式下的直流系統，在交、直流系統故障切除后，孤島系統能夠保持穩定運行，交流電壓、頻率控制在設定的范圍內，孤島系統內保留的設備仍處于設計的運行范圍內。

5)?采用本發明的方法，改變了原直流過壓保護、高周切機保護的弊端，采用分段式電壓、頻率邏輯，在不同延時的情況下切除直流換流站小組交流濾波器/電容器或大組交流濾波器/電容器和發電廠機組，不同的分段可以自由投退。

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附圖說明：

圖1是直流孤島雙極運行的示意圖；

圖2是直流孤島單極大地接線方式的示意圖；

圖3是直流孤島單極金屬接線方式的示意圖；

圖4是直流輸電系統故障仿真示意圖；

圖5是直流孤島運行抑制交流過電壓跳閘邏輯原理圖；

圖6是直流孤島運行抑制頻率越限跳閘邏輯原理圖。