[發明專利]柔性直流系統換流站與直流斷路器的協調控制方法

有效

• 申請號: 201811097942.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109167379B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 王順亮;舒稷;劉天琪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/06
• 代理公司: 51284 成都禾創知家知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡利娟

本發明公開一種柔性直流系統換流站與直流斷路器的協調控制方法，屬于直流輸電系統繼電保護領域，其步驟為：當故障發生之后，利用直流斷路器切除故障線路，找出被孤立的處于有功功率控制模式的換流站；將該換流站控制系統的有功功率參考值變為原來額定值的α倍；待該換流站的電壓恢復到直流系統額定值之后，將控制系統的有功功率參考值變為0；必要的絕緣恢復時間之后，重合閘該換流站出口的直流斷路器；檢測故障是否繼續存在：若故障依然存在則報告系統檢修，若故障已經被清除則將控制系統的有功功率參考值恢復到故障前的額定值；該方法可以為直流系統快速重合閘創造條件，抑制重合閘于故障清除狀態時的沖擊電流，有利于直流系統的穩定可靠運行。

技術領域

本發明涉及一種柔性直流系統換流站與直流斷路器的重合閘協調控制方法，屬于直流輸電系統繼電保護領域。

背景技術

基于電壓源型換流器的柔性直流輸電系統在近幾十年來發展迅速，建成柔性直流輸電系統將有利于將分布在各地的風能、光能等清潔能源匯集，促進新能源的開發與利用。柔性直流電網的穩定可靠運行離不開保護系統，目前在建的張北柔直電網是全球最大的柔直電網，該柔直系統將會采用架空線作為輸電線路，利用直流斷路器開斷直流故障。隨著架空輸電線的使用，大量的瞬時性故障將會出現。為了提高輸電穩定性，會要求在斷開故障之后進行重合閘。

目前業界關于柔性直流電網的保護主要關注于故障的定位與故障的隔離。對故障線路切除之后的重合閘過程研究較少。在故障線路被切除之后，為了實現快速的重合閘，所有的換流站將不會閉鎖。然而故障線路的切除會導致處于定有功功率控制模式的換流站被孤立出來，該換流站的電壓將會失控，可能造成對換流站的損壞。

發明內容

為了防止直流系統換流站電壓在重合閘之前失控，本發明公開了一種柔性直流系統換流站與直流斷路器的重合閘協調控制方法。

所述柔性直流系統換流站與直流斷路器的協調控制方法。其包括以下步驟：

A.當故障發生之后，立即利用直流斷路器切除故障線路，所有換流站不閉鎖。

B.故障線路切除之后，找出被孤立的處于定有功功率控制模式的換流站。在兩端系統中，一端控直流電壓一端控有功功率，因此線路切除之后必然導致控有功功率的換流站被孤立；在輻射型的多端直流電網中，故障線路的切除也會導致控有功功率的換流站被孤立。

C.將該換流站控制系統的有功功率參考值變為原來額定值的α倍，符號與原來額定值的符號相反。為了使得換流站電壓迅速的恢復到額定值并防止電壓的劇烈波動，滿足技術要求的α值推薦為-0.1～-0.3；

D.待該換流站的電壓恢復到直流系統額定值之后，將控制系統的有功功率參考值變為0；

E.在等待必要的絕緣恢復時間之后，重合閘被孤立的換流站出口處的直流斷路器；

F.檢測故障是否繼續存在：若故障依然存在則立即開斷該直流斷路器，判斷故障為永久故障，報告系統檢修；若故障已經被清除則立即重合閘故障線路另一端的直流斷路器，并且將控制系統的有功功率參考值恢復到故障前的額定值，線路恢復正常運行。

進一步的，在步驟F中判斷故障是否依然存在可以利用以下判據：1.檢測是否有電流流過被重合閘的直流斷路器，若有電流就認為是永久性故障，沒有就認為故障已經被清除；2.檢測故障線路的電壓是否在重合閘之后順利的建立，若是沒有建立電壓就認為是永久性故障，否則就認為故障已經被清除；

進一步的，在步驟E中必要的絕緣恢復時間是150-300ms。

本發明達到的有益效果是：

1.該方法可以有效的防止直流系統換流站電壓在切除故障線路之后失控；

2.該方法可以為直流系統快速重合閘創造條件；