[發明專利]高壓直流輸電系統的直流線路故障再啟動控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110638076.7
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113451991B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 雷霄;夏勇軍;李新年;陳堃;王薇薇;張侃君;劉琳;張隆恩;賀郁文;龐廣恒;吳婭妮;林少伯;胡濤;謝國平;王晶芳;楊立敏;朱藝穎;劉翀;劉世成;張曉麗;李躍婷;楊尚瑾;劉浩芳;李瀟瀟;許銳文;付小倍;王華偉
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H3/06
• 分類號: H02H3/06;H02H7/26
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種高壓直流輸電系統的直流線路故障再啟動控制方法及系統，包括：當高壓直流輸電系統的直流線路存在故障時，進行緊急移相動作；獲取緊急移相動作后系統的雙極輸送功率；根據所述雙極輸送功率按照預設的控制策略進行再啟動控制；本發明能夠根據系統情況調整直流線路故障控制保護的邏輯和參數，引入直流實際輸送功率作為控制條件，最大限度利用雙極功率控制下極間功率轉移功能和短時過負荷能力，并引入系統頻率限值，與緊急移相的持續時間定值共同作用，在保證系統頻率穩定性和與安穩裝置正確配合的前提下，提高了直流線路重啟動成功的幾率。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電系統故障控制技術領域，并且更具體地，涉及一種高壓直流輸電系統的直流線路故障再啟動控制方法及系統。

背景技術

直流線路故障是直流系統最常見的故障之一。直流線路保護配置有行波保護和電壓突變量保護，并設置橫差和縱差兩個后備保護。

直流行波保護用于檢測兩站平抗之間的直流線路的故障，通過控制系統清除故障電流后，如果條件允許，在故障清除后恢復功率輸送。保護的工作原理和策略：根據波方程理論，電壓和電流可以看作以一定幅值和速度傳播的前行波與反射波。當線路發生故障時，會產生峰值故障電流，該波會在輸電線路上傳播，根據波阻抗以及采樣的電壓與電流值就可以判斷出是否發生直流線路故障。它的后備保護有電壓突變量保護、直流線路縱差保護、直流低電壓保護。

直流線路突變量保護用于檢測兩站平抗之間的直流線路的故障，通過控制系統清除故障電流后，如果條件允許，在故障清除后恢復功率輸送。此保護的原理是如果直流電壓的幅值變化及變化率均超過整定值，且電流變化率也超過整定值，則判斷為線路故障，將啟動直流線路故障恢復順序。

直流線路縱差保護作為行波保護的后備保護，尤其是對線路高阻抗接地故障，其保護原理為比較本站及對側站的直流電流，如果大于整定值，將延時跳閘。保護在站間通訊正常時有效，保護延時要考慮站間通訊時延的影響，并與其它直流線路保護配合。

直流線路橫差保護用于檢測金屬回線方式下直流線路接地故障和換流閥接地故障。此保護作為行波保護的后備保護，僅在金屬回線運行模式下有效，其保護原理是比較本極線直流電流和另一極線的直流電流，如果大于整定值，將延時跳閘。

當直流線路發生故障時，線路保護動作，要求執行線路故障恢復時序。線路重起邏輯通過要求移相操作，迅速將直流電壓降到0，等待故障點去游離時間后，撤銷移相命令，系統重新建立到故障前的電流、電壓，恢復運行。重起時間、重起后的電壓、重起次數可設定。設定值允許為零次(不進行重起操作，直接停運)、一或兩次全壓再起動，一次降壓再起動。每次再啟動的去游離時間可以單獨設定，但不能超出一個合適的范圍(過短造成的無法完成去游離，或者過長導致對系統產生影響)。如果全壓再起動次數已達到整定次數，但因絕緣恢復時無法在設定的時間內達到全壓水平而未能成功，再啟動邏輯會按預先設置的降壓參考值進行一次降壓再起動。

在故障極緊急移相去游離期間，該極輸送功率將全部或部分轉移至非故障極。功率轉移速度受到極間功率協調控制環節的影響，而功率指令值受到過負荷限制環節的影響。緊急移相結束后，極重起過程中功率恢復速度受到低壓限流環節的影響，而非故障極功率下降速度以及功率指令由極間功率協調控制環節決定。

根據運行經驗，絕大部分線路故障情況下，可以通過直流線路故障重啟動控制邏輯恢復直流輸電系統的正常運行。但在某些特殊情形如連續雷擊等情況下，直流系統經過幾次再啟動不成功后將停運直流。

為了避免上述問題的發生和提高直流系統的可利用率，針對弱系統、孤島等接入系統情況下頻率特性與直流的關系，需要對直流線路保護的控制策略進行優化。

發明內容

本發明提出一種高壓直流輸電系統的直流線路故障再啟動控制方法及系統，以解決如何高效快速地解決高壓直流輸電系統的直流線路故障的問題。