[發明專利]一種高壓直流輸電線路單極故障隔離方法

有效

• 申請號: 201810354560.5
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108808635B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 戴志輝;劉寧寧;張程;嚴思齊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了一種高壓直流輸電線路單極故障隔離方法，包括以下步驟：1.選取首、末端金屬性故障后的整流器、逆變器直流電流和故障電流的特征，確定故障隔離策略的目標函數與約束條件；2.故障隔離策略的目標是首、末端金屬性故障后故障電流平均值降低到0；約束有換流器不過流、首端故障后逆變器直流電流不小于0和故障電流下降,目標和約束的自變量都是整流器、逆變器等值電動勢,換流器等值電動勢在單個20ms內為定值，并逐個20ms時段求取；3.通過首、末端金屬性故障的目標和約束條件，求得電動勢序列，并得到整流器和逆變器的觸發角序列,由高壓直流輸電系統的控制系統調整整流器和逆變器的觸發角分別等于上述得到的觸發角，實現故障隔離。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電技術領域，特別是涉及高壓直流輸電線路單極故障隔離方法。

背景技術

為高效消納可再生能源，實現全國范圍內資源更加合理、有效的配置，我國(特)高壓直流((Ultra)High Voltage Direct Current,(U)HVDC)輸電發展迅速、應用廣泛。目前，投運的±500kV以上UHVDC系統多基于線路換相換流器(Line Commutated Converter,LCC)。UHVDC額定電壓已發展到± 1100kV，額定容量也逐步上升。在可預見的將來，系統額定容量還會上升，一旦發生線路故障，對電網的沖擊極大。另一方面，HVDC送電距離逐步增大，途經的輸電走廊環境、氣候多樣，HVDC線路故障的概率也隨之升高。

HVDC的控制手段主要有改變觸發角、改變主回路參數以及改變主回路結構。而線路故障的隔離策略主要涉及觸發角和主回路結構。HVDC/UHVDC線路故障的隔離方式主要分如下4類：

1)非直接手段類，包括告警與控制系統切換。

2)改變觸發角類，包括降電流、移相。

3)改變主回路結構類，包括投入旁通對/禁止投入旁通對、換流器閉鎖/ 極閉鎖、極隔離。

4)綜合類，包括故障重啟和緊急停運。

其中，改變觸發角類策略最為常用，可及時減輕線路故障的影響，工程中一般通過仿真選取具體觸發角數值序列及對應時長，此方法雖可保證換流器不過流，也可通過觸發角數值反映線路輸送功率情況，但通過人工窮舉仿真的效率較低，缺乏能夠應對不同直流線路故障隔離的定量依據和方法。

因此希望有一種高壓直流輸電線路單極故障隔離方法，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓直流輸電線路單極故障隔離方法，通過調控觸發角更好地隔離故障。

所述線路單極故障隔離方法包括以下步驟：

步驟一：選取首、末端金屬性故障后的整流器、逆變器直流電流和故障電流的特征，確定故障隔離策略的目標函數與約束條件；

步驟二：故障隔離策略的目標是首、末端金屬性故障后故障電流平均值降低到0；約束有換流器不過流、首端故障后逆變器直流電流不小于0和故障電流下降,目標和約束的自變量都是整流器、逆變器等值電動勢,換流器等值電動勢在單個20ms內為定值，并逐個20ms時段求取；

步驟三：通過首、末端金屬性故障的目標和約束條件，求得電動勢序列，并得到整流器和逆變器的觸發角序列,由高壓直流輸電系統的控制系統調整整流器和逆變器的觸發角分別等于上述得到的觸發角，實現故障隔離；

所述步驟二中首端金屬性故障的數學形式以故障電流均值最小為目標，目標函數為具體表達式由式(1)、(2)的解確定，