[發(fā)明專利]一種基于斷路器兩端電壓的直流斷路器重合閘方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010042243.7
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111244905A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳爭光;王一振;王興國;杜丁香;周澤昕;李鵬;郭雅蓉;曹虹;王書揚;戴飛揚;王晨清;盧宇;劉佳琪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;天津大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/06
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開了一種基于斷路器兩端電壓的直流斷路器重合閘方法及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)及其自動技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法，包括：對直流輸電系統(tǒng)進行故障檢測，當(dāng)確定當(dāng)直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器發(fā)生故障時，直流斷路器關(guān)斷且直流斷路器的殘余電流消失后，控制機械開關(guān)分閘；確定機械開關(guān)分閘后的預(yù)設(shè)時間后，故障的故障點是否游離結(jié)束，當(dāng)確定瞬時性故障的故障點游離結(jié)束后，合上機械開關(guān)；對直流斷路器兩端的電壓進行實時測量，若直流斷路器兩端電壓持續(xù)衰減且低于直流輸電系統(tǒng)的直流電壓，則確定故障為瞬時性故障，對直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器進行重合閘。本發(fā)明提高了流輸電系統(tǒng)直流斷路器重合閘的準確性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)及其自動技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種基于斷路器兩端電壓的直流斷路器重合閘方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電網(wǎng)換相換流器高壓直流輸電(Line Commutated Converter based HighVoltage Direct Current,LCC-HVDC)具有造價低、損耗小、可靠性高等優(yōu)點，目前已在海底電纜送電、大容量遠距離輸電、異步電網(wǎng)互聯(lián)等場合得到了廣泛應(yīng)用，但是其在客觀上存在無功補償容量需求大、交流系統(tǒng)依賴性強、存在換相失敗問題等不足。與LCC-HVDC相比，采用全控型器件的電壓源換流器高壓直流輸電(Voltage Source Converter based HighVoltage Direct Current，VSC-HVDC)可以實現(xiàn)四象限獨立控制有功和無功功率、不需要交流系統(tǒng)提供換相支撐、不存在換相失敗問題，然而其在額定電壓和輸送功率上與LCC-HVDC還有一定差距，并且投資建設(shè)成本高，損耗較大。送端采用LCC，受端采用LCC與VSC混聯(lián)的輸電系統(tǒng)是一種典型的混合級聯(lián)多端直流輸電系統(tǒng)，它提供了更為靈活、快捷的輸電方式，不僅改善了逆變側(cè)交流系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，而且降低了換相失敗發(fā)生的概率，同時能夠兼顧經(jīng)濟和技術(shù)效益，是未來特高壓直流輸電技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)架空線路故障具有單相(極)、瞬時性的特點，故障后線路斷路器跳閘，在故障點消弧后斷路器重合成功的概率為60％～90％，電壓等級越高重合成功率越高，由于混合級聯(lián)多端直流輸電系統(tǒng)采用架空輸電線路，重合閘技術(shù)對于提高混合級聯(lián)多端直流輸電系統(tǒng)運行的可靠性至關(guān)重要。但如果重合于永久性故障，不但會使電力系統(tǒng)在短時間內(nèi)連續(xù)遭受兩次故障沖擊，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，而且會降低電氣設(shè)備絕緣水平、減少其使用壽命。由于電力電子器件的脆弱性，與交流系統(tǒng)相比，混合級聯(lián)多端直流輸電系統(tǒng)承受故障沖擊的能力較差，如何準確的判斷出故障性質(zhì)并能自適應(yīng)的調(diào)整重合時間以減少故障沖擊，是混合級聯(lián)多端直流輸電系統(tǒng)重合閘技術(shù)的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種基于斷路器兩端電壓的直流斷路器重合閘方法，包括：

對直流輸電系統(tǒng)進行故障檢測，當(dāng)確定當(dāng)直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器發(fā)生故障時，直流斷路器關(guān)斷且直流斷路器的殘余電流消失后，控制機械開關(guān)分閘；

確定機械開關(guān)分閘后的預(yù)設(shè)時間后，故障的故障點是否游離結(jié)束，當(dāng)確定瞬時性故障的故障點游離結(jié)束后，合上機械開關(guān)；

對直流斷路器兩端的電壓進行實時測量，若直流斷路器兩端電壓持續(xù)衰減且低于直流輸電系統(tǒng)的直流電壓，則確定故障為瞬時性故障，對直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器進行重合閘。

可選的，方法還包括：

若直流斷路器兩端的電壓保持在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，則確定故障永久性故障，不再對直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器進行重合閘。

可選的，預(yù)設(shè)時間為200ms。

可選的，預(yù)設(shè)閾值為390-410kV。

可選的，方法還包括：直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器進行重合閘后，確定直流斷路器的極功率是否恢復(fù)到故障前的功率水平，若未恢復(fù)至故障前的功率水平，再次對直流輸電系統(tǒng)進行故障檢測。