[發明專利]一種直流電網自適應重合閘方法

在審

• 申請號: 201810089721.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108418191A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 薛士敏;范勃旸;廉杰;劉白冰;陸俊弛;趙楊竹雨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明屬于電力系統繼電保護和自動化領域，具體涉及一種直流電網自適應重合閘方法：一種直流電網自適應重合閘方法：在故障極斷路器跳閘后，經過相當的延時保證故障點充分去游離；對于單極接地故障，將故障極端電壓檢測值與單極接地故障重合閘直流電壓閾值進行比較，若故障極端電壓絕對值大于單極接地故障重合閘直流電壓閾值，則認為故障已經消失，可以對故障極線路進行重合閘操作；對于雙極短路故障，首先將故障線路其中一極兩端的斷路器先后重合，即先恢復單極運行；在重合后檢測故障線路非重合極的電壓，若非重合極電壓小于雙極短路故障重合閘直流電壓閾值，則說明正負極間已不存在物理連接點，故障類型為瞬時性且已被完全清除，可以重合負極兩端斷路器，恢復線路正常運行。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護和自動化領域，具體涉及一種對稱雙極接線結構MMC直流電網自適應重合閘方法。

背景技術

近年來，我國風力發電、光伏發電等可再生能源裝機容量不斷擴大，使得發電中心遠離負荷中心。高壓直流輸電方式因為適用于遠距離大容量的輸電，獲得了較大的關注和發展。目前，具有有功和無功功率獨立控制屬性的MMC換流器廣泛應用在柔性直流輸電實際工程中，具有輸出電壓等級高、開關損耗低和輸出電壓波形好等優點。

利用MMC-HVDC雖然可以大大提高清潔能源發電基地的并網效率，并緩解電壓波動對電網造成的沖擊，但同時也對系統安全穩定運行提出了更高要求。目前高壓大容量的柔性直流電網多采用架空線的“半橋子模塊結構+高壓大電流直流斷路器”的拓撲結構，系統故障率較高且多為瞬時性故障，直流側故障對整個柔性直流電網產生十分嚴重的影響，因此需要完整可靠的自動重合閘方案來提高系統運行的可靠性。適用于柔性直流電網的重合閘技術具重要價值和研究前景。目前重合閘技術的主要問題在于難以區分瞬時性故障和永久性故障。傳統自適應重合閘方法中進行故障性質判別的方法有兩種：一是在重合閘之前根據系統電壓電流電弧等參數情況判斷故障性質；二是利用脈沖關合技術進行重合閘，再根據重合期間的電壓電流數據判斷故障性質。但這兩種方法計算量大，易受諧波干擾，實際應用難度較高。由于柔性直流電網對自動重合閘時限要求更高，傳統自適應重合閘方法已不再適用。目前急需一種能夠應用于高壓大容量柔性直流電網的新型自適應重合閘方法。因此，針對直流電網各種類型故障，設計新型自適應重合閘方法，是直流電網發展與推廣的迫切需求。配合先進的高壓大容量直流斷路器，繼電保護裝置能夠快速地實現故障處理功能，從而提高系統供電的可靠性。

發明內容

本發明提出了一種通過檢測電壓偏移量來判斷故障性質的方法，該方法不需要考慮電弧復雜的動態特性，降低了判斷復雜性，并以此方法為基礎整理了一整套適用于直流電網的自適應重合閘方案，解決了直流電網中盲目重合的問題。技術方案如下：

一種直流電網自適應重合閘方法，包括如下步驟：

(1)在故障極斷路器跳閘后，經過相當的延時保證故障點充分去游離；

(2)對于單極接地故障，將故障極端電壓檢測值與單極接地故障重合閘直流電壓閾值進行比較，若滿足式(1)即故障極端電壓絕對值大于單極接地故障重合閘直流電壓閾值，則認為故障已經消失，可以對故障極線路進行重合閘操作；若不滿足式(1)，則可判定故障為永久性故障，此時不重合故障極并進行沿線檢修；

|U_dcf|＞ΔU_thd1 (1)

式中，U_dcf表示故障極端電壓檢測值；ΔU_thd1表示單極接地故障重合閘直流電壓閾值，其大小設置為0.5U_in；