[發明專利]一種多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護系統和方法

有效

• 申請號: 201811238822.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109256861B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郄朝輝;李威;崔曉丹;李兆偉;劉福鎖;黃慧;吳雪蓮;羅建裕;李海峰;周挺;羅凱明;劉林;徐賢
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;南瑞集團有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02H7/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護系統和方法，可將故障隔離時間由傳統400ms縮短至200ms內，降低電網故障期間暫態能量沖擊，降低由于交流故障擾動導致的直流換相失敗風險，大大提高電網安全穩定運行水平。提出的站域失靈保護系統，通過主站和子站的分層配置方案，可實現全站電壓、電流和斷路器位置數據獲取。不同主站間可進行信息交互，實現相關聯變電站斷路器位置、電流數據、線路保護動作等信息交互，擴大了站域失靈保護系統的感知范圍。通過站域失靈保護的差動環設計方案，替代傳統的失靈保護判據，實現失靈故障和死區故障的快速識別和隔離。

技術領域

本發明涉及一種多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護系統和方案，屬于電力系統繼電保護領域。

背景技術

特高壓電網建設過渡期，電網“強直弱交”特征突出，風電、光伏等新能源設備并網容量持續增長，電網格局與電源結構發生重大改變，基于傳統交流系統形成的認識方法、防御理念、控制技術已滯后于特高壓交直流電網運行實踐。國內近些年已經相繼發生多次由于交流系統故障，引起直流系統換相失敗的事件。交流電網故障導致的交流電壓幅值的跌落、波形的畸變，引發換流母線電壓跌落和畸變，直流系統可能將微小的擾動進行功率放大，并在送受端之間傳導。

交流系統發生短路故障后，可能由于斷路器斷路器失靈無法快速切除故障，故障持續時間變長，增加直流連續換相失敗或直流閉鎖風險，易引發大規模功率震蕩，潮流大范圍轉移，可能造成其它連鎖故障，后果十分嚴重。特高壓交直流混聯電網發生直流換向失敗，會引發電網200ms左右的功率波動，造成電網大范圍潮流轉移。傳統失靈保護動作時間大約為400ms，關于失靈保護的研究局限于利用交流系統判據優化，存在一定的局限性，不能徹底解決CT拖尾的影響，難以大幅縮短失靈保護切除故障時間，無法解決故障期間直流連續換向失敗，不能完全滿足特高壓交直流電網穩定運行要求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種實現多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護系統和方法，有效縮短失靈故障和死區故障的切除時間，降低由于交流系統故障造成直流換相失敗和閉鎖的風險，保障大電網運行安全，

為實現上述目的，本發明采用的技術方案，具體如下：

一種多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護系統，包括站控層、間隔層和過程層，自上而下采用主站、子站的分層配置，子站配置在間隔層，實現變電站運行數據采集，主站配置在站控層，通過子站獲取全站信息和站域失靈保護動作出口。

主站基于變電站進行配置，子站基于串進行配置；

每個變電站配置一個主站，主站通過子站獲取全站的電壓信息、電流信息、斷路器狀態信息和繼電保護動作信息；相鄰變電站主站間通信連接，主站獲得相鄰變電站的信息；主站接入時間同步裝置信號；

子站包括串子站和變壓器子站，串子站基于變電站串進行配置，每個變電站串配置一個串子站；變壓器子站基于變壓器配置，每個變壓器單獨配置一個變壓器子站；子站接入時間同步裝置信號；

串子站獲取變電站串內運行信息，變電站串內運行信息包括：變電站串內的實時電流信息、電壓信息、斷路器位置信息和線路保護信息；變壓器子站獲取變壓器三側信息(三卷變壓器高、中、低三側)，變壓器三側信息包括實時變壓器三側的電流信息、電壓信息、斷路器位置信息和主變保護動作信息；子站獲取串內運行信息或變壓器三側信息后上送到主站；

主站獲取各串子站上送的信息和變壓器子站的信息，接收母線保護動作信息，通過相鄰主站獲取變電站相連線路對側信息和對側線路保護動作信息。

一種多直流電網故障快速隔離的站域失靈保護方法，包括以下步驟：

步驟1：控制子站上送變電站串內運行信息和變壓器三側信息至主站，主站獲得全站信息；

步驟2：相鄰主站交換關聯線路信息，主站獲得全域信息；