[發(fā)明專利]一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)交流線路的保護(hù)方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111131607.X
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN114744595B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬靜;郝川鈞;康靜雅;介賀彤;馬瑞辰
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H1/00;G01R31/08;H02J3/36
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 劉鏡

本發(fā)明涉及一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)交流線路的保護(hù)方法及裝置，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中交直流混聯(lián)系統(tǒng)中換相失敗導(dǎo)致的交流線路保護(hù)不正確動(dòng)作的問題。方法包括以下步驟：當(dāng)監(jiān)測到交直流混聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生故障，則采集逆變側(cè)的交流線路兩端母線處的電壓及電流、流經(jīng)交流濾波器和無功補(bǔ)償裝置的電流、直流輸電線的直流電流和換流器中換流閥的導(dǎo)通狀態(tài)；基于采集的信息，得到所述交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的復(fù)合模功率差；根據(jù)所述復(fù)合模功率差與保護(hù)動(dòng)作判據(jù)，確定是否發(fā)生交流線路的區(qū)內(nèi)故障；若是，則啟動(dòng)交流線路的縱聯(lián)保護(hù)。本發(fā)明解決了換相失敗可能導(dǎo)致的交流線路保護(hù)不正確動(dòng)作的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)交流線路的保護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，高壓直流輸電在實(shí)際工程中的應(yīng)用越來越廣泛，電力電子設(shè)備的應(yīng)用也使得電網(wǎng)運(yùn)行更加復(fù)雜。在交直流混聯(lián)系統(tǒng)中，極易發(fā)生換相失敗，導(dǎo)致傳統(tǒng)交流線路保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)，因此，考慮換相失敗發(fā)生的情況下，快速準(zhǔn)確地隔離交流線路故障，對保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

目前，交流線路縱聯(lián)保護(hù)根據(jù)測量元件基于的物理量，主要分為兩類：基于暫態(tài)量的縱聯(lián)保護(hù)和基于穩(wěn)態(tài)量的縱聯(lián)保護(hù)。暫態(tài)量縱聯(lián)保護(hù)主要利用故障初始行波的極性、幅值及線路兩端行波電流差等信息構(gòu)成保護(hù)判據(jù)，具有超高速的動(dòng)作特性，但由于逆變站交流母線處安裝的無功補(bǔ)償設(shè)備和交流濾波設(shè)備，近逆變側(cè)的保護(hù)單元處無法檢測到電壓行波信號，導(dǎo)致需要利用電壓行波信號的傳統(tǒng)行波保護(hù)原理如幅值比較式、極性比較式方向縱聯(lián)行波保護(hù)等難以繼續(xù)適用于近逆變站交流輸電線路。穩(wěn)態(tài)量縱聯(lián)保護(hù)采用穩(wěn)態(tài)工頻量、故障突變量構(gòu)造判據(jù)。目前實(shí)際應(yīng)用的縱聯(lián)主保護(hù)大部分為傳統(tǒng)基于穩(wěn)態(tài)量的縱聯(lián)主保護(hù)，但其應(yīng)用于交直流混聯(lián)系統(tǒng)時(shí)，一方面換流站電力電子器件的非線性及直流系統(tǒng)控制的快速響應(yīng)將導(dǎo)致直流系統(tǒng)饋入交流系統(tǒng)的等值工頻電流特性發(fā)生改變；另一方面，換相失敗引起的諧波和非周期分量也會(huì)影響傅氏算法的準(zhǔn)確性，使得提取的工頻電氣量出現(xiàn)波動(dòng)，因此，保護(hù)可能會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)的情況。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明實(shí)施例旨在提供一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)交流線路的保護(hù)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有交直流混聯(lián)系統(tǒng)中換相失敗導(dǎo)致的交流線路保護(hù)不正確動(dòng)作的問題。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)交流線路的保護(hù)方法，包括以下步驟：

當(dāng)監(jiān)測到交直流混聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生故障，則采集逆變側(cè)的交流線路兩端母線處的電壓及電流、流經(jīng)交流濾波器和無功補(bǔ)償裝置的電流、直流輸電線的直流電流和換流器中換流閥的導(dǎo)通狀態(tài)；

基于采集的信息，得到所述交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的復(fù)合模功率差；

根據(jù)所述復(fù)合模功率差與保護(hù)動(dòng)作判據(jù)，確定是否發(fā)生交流線路的區(qū)內(nèi)故障；若是，則啟動(dòng)交流線路的縱聯(lián)保護(hù)。

進(jìn)一步地，所述基于采集的信息，得到所述交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的復(fù)合模功率差，具體為：

根據(jù)采集交流線路兩端母線處的電壓及電流的0模分量、2模分量，得到交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的0模、2模實(shí)際功率；

根據(jù)采集的換流器中換流閥的導(dǎo)通狀態(tài)，獲取換流器的運(yùn)行工況；

根據(jù)換流器的運(yùn)行工況和采集的交流線路兩端母線處的電壓及電流、流經(jīng)交流濾波器和無功補(bǔ)償裝置的電流、直流輸電線的直流電流，得到交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的0模、2模參考功率；

基于所述交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的0模、2模實(shí)際功率和參考功率，得到所述交流線路兩端背側(cè)系統(tǒng)的復(fù)合模功率差。

進(jìn)一步地，所述換流器包括D橋、Y橋換流器，所述D橋、Y橋換流器的運(yùn)行工況均包括：

運(yùn)行工況1：正常換相的兩閥臂導(dǎo)通狀態(tài)，包括不同相的2閥臂導(dǎo)通；