[發明專利]一種多端柔性直流配電網的單端量保護方法

在審

• 申請號: 202011475327.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112653107A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 李春;趙玉勇;吳方舟;賈科;陳淼;湯化國
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司嘉興供電公司;國網浙江海寧市供電有限公司;華北電力大學;海寧市金能電力實業有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/00;G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種多端柔性直流配電網的單端量保護方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、在多端柔性直流配電網的中壓側直流線路發生雙極短路故障時，獲得中壓側故障的電氣量特征；

步驟2、在多端柔性直流配電網的低壓側直流線路發生雙極短路故障時，分析低壓側故障后的中壓側電氣量特征；

步驟3、根據步驟1和2的分析，利用中低壓側故障后的電壓變化差異作為輔助判據，構成單端量保護方案，實現故障區域識別。

2.根據權利要求1所述多端柔性直流配電網的單端量保護方法，其特征在于，所述步驟1的過程具體為：

在多端柔性直流配電網的中壓側直流線路發生雙極短路故障時，故障短路電流主要由電容放電電流分量為主，其表達式如下：

式中，L₀和L_l分別為橋臂和直流線路電感；C₀為子模塊電容；N為橋臂子模塊數目；u_c為等值電容兩端電壓；R_l為直流線路電阻；R_f為故障點過渡電阻；I₀為故障時刻保護安裝處直流電流瞬時值；U_dcN表示直流極間額定電壓。

3.根據權利要求1所述多端柔性直流配電網的單端量保護方法，其特征在于，所述步驟2的過程具體為：

在多端柔性直流配電網的低壓側直流線路發生雙極短路故障時，無論故障點是中壓還是低壓，雙極短路故障發生后，故障電流均為電容放電電流，且故障電流迅速增大，電壓降低；

然而由于高頻變壓器的電氣隔離作用以及變換器出口電容的支撐作用，使得低壓側故障后中壓側的電流變化相比于中壓側故障時的故障電流要小，即中壓側電壓變化也小。

4.根據權利要求2所述多端柔性直流配電網的單端量保護方法，其特征在于，在所述步驟3中，根據步驟1和2的故障特性分析可知，故障后的初始階段，子模塊電容上的電壓主要施加在橋臂電感和直流線路電感上，根據能量守恒定律，極間電壓表示為：

式中，U_dc為換流器直流側額定電壓；

為保證中壓雙極短路故障情況下輔助判據先于變換器自身保護動作，則中壓判據的電壓定值應滿足：

式中，U_set為動作電壓門檻值；

其中，U_set按下式整定：

U_set＝kU_dc

1＞k＞L_l/(L_l+2L₀/3)

式中，k為低壓判據電壓系數；

則輔助判據的表達式具體為：

UU_set

式中，U為系統實際電壓值。

5.根據權利要求4所述多端柔性直流配電網的單端量保護方法，其特征在于，所述實現故障區域識別的過程具體為：

在線路保護檢測到電壓的微分di/dt滿足高定值動作判據時，保護啟動并可靠動作；

在線路保護檢測到電壓的微分di/dt不滿足高定值判據但滿足低定值判據時，利用電流波形彎曲算法將中壓非本線路低阻故障識別為區外故障，然后利用所述輔助判據將換流器低壓側故障也識別為區外故障。