[發(fā)明專利]柔直閥控暫時性閉鎖超時保護測試方法、裝置及相關設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210801378.6
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115189336A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳欽磊;林雪華;郭琦;黃立濱;李書勇;廖夢君;陳德?lián)P;劉志江;崔柳;鄧麗君
• 申請（專利權）人: 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H1/00;H02J3/36;G01R31/00;G01R31/52
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 孔祥玥

本申請公開了一種柔直閥控暫時性閉鎖超時保護測試方法、裝置及相關設備，該方法包括：基于柔直系統(tǒng)仿真模型中的主回路拓撲以及測點位置分布，確定工況集合；結合柔直閥控暫時性閉鎖超時保護的動作時間，以及網(wǎng)側斷路器和閥側斷路器的開關拒動邏輯，逐一觸發(fā)各目標故障工況，獲取波形數(shù)據(jù)，并基于此判斷柔直閥控暫時性閉鎖超時保護是否按照設計原則進行響應；若出現(xiàn)未能按照設計原則進行響應的情況，則確定柔直閥控暫時性閉鎖超時保護未通過測試。本申請操作簡單、通用性好、適用性強，測試過程不涉及實時性要求，既可在非實時仿真工具上實現(xiàn)，也可以在實時仿真工具上實現(xiàn)，能夠有效地對柔直閥控暫時性閉鎖超時保護進行功能測試。

技術領域

本申請涉及電力系統(tǒng)故障技術領域，更具體地說，是涉及一種柔直閥控暫時性閉鎖超時保護測試方法、裝置及相關設備。

背景技術

模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)具有模塊化設計、擴展性強、功率四象限靈活運行、交流電壓諧波少、占地面積小等優(yōu)點，近年來在交流電網(wǎng)異步互聯(lián)、風電場接入等領域得到了廣泛的研究和利用。在實際應用中，我國已建成的南澳多端柔直輸電工程、云南異步聯(lián)網(wǎng)工程、上海南匯柔直工程、舟山五端柔直、廈門柔直工程、張北柔直電網(wǎng)工程以及烏東德電站送電廣東、廣西特高壓多端直流示范工程均采用MMC拓撲結構。

作為電壓源型換流器，為防止IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等全控電力電子器件過流損壞，柔直閥控中設置了暫時性閉鎖保護。該保護屬于快速保護，當柔直閥控檢測到橋臂電流超過設定值，且滿足動作延時后，短暫閉鎖換流閥；當柔直閥控檢測到橋臂電流小于返回值，且滿足返回延時后，重新解鎖換流閥。然而，當控制設備或觸發(fā)回路發(fā)生故障時，可能會導致柔直閥控實際下發(fā)了暫時性閉鎖命令，但換流閥并未真正完成閉鎖的情況。為防止這種情況，柔直閥控還配置有暫時性閉鎖超時保護功能。該功能的原理為：暫時性閉鎖保護動作后，檢測6個橋臂電流最大值是否滿足返回值，若一直不滿足返回值，則持續(xù)一定時間后觸發(fā)暫時性閉鎖超時保護動作跳閘。

為可靠評估和校核閥控暫時性閉鎖超時保護判據(jù)和定值的合理性，需要對該功能進行測試。由于電力系統(tǒng)對安全穩(wěn)定性要求極高，不可能在生產(chǎn)環(huán)境中開展該保護的測試試驗，而傳統(tǒng)的動態(tài)模擬試驗又存在仿真規(guī)模受場地限制、接線復雜、可擴展性差、測試能力有限等缺點，故往往需要利用仿真工具開展測試。然而，暫時性閉鎖超時保護屬于MMC換流閥的后備保護，即便在仿真系統(tǒng)中模擬各類短路故障，也難以觸發(fā)該保護動作。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N柔直閥控暫時性閉鎖超時保護測試方法、裝置及相關設備，以實現(xiàn)對柔直閥控暫時性閉鎖超時保護的功能測試。

為實現(xiàn)上述目的，本申請第一方面提供了一種柔直閥控暫時性閉鎖超時保護測試方法，包括：

基于柔直系統(tǒng)仿真模型中的主回路拓撲以及測點位置分布，確定工況集合，所述工況集合包括多個用于觸發(fā)柔直閥控暫時性閉鎖保護的目標故障工況；

結合柔直閥控暫時性閉鎖超時保護的動作時間，以及網(wǎng)側斷路器和閥側斷路器的開關拒動邏輯，在所述柔直系統(tǒng)仿真模型中逐一觸發(fā)各目標故障工況，并獲取所述柔直系統(tǒng)仿真模型中的波形數(shù)據(jù)；

基于所述波形數(shù)據(jù)，判斷所述柔直閥控暫時性閉鎖超時保護是否按照設計原則進行響應；

若出現(xiàn)所述柔直閥控暫時性閉鎖超時保護未能按照設計原則進行響應的情況，則確定所述柔直閥控暫時性閉鎖超時保護未通過測試。

優(yōu)選地，所述基于柔直系統(tǒng)仿真模型中的主回路拓撲以及測點位置分布，確定工況集合的過程，包括：

基于柔直系統(tǒng)仿真模型中的主回路拓撲以及測點位置分布，確定各故障點及對應于各故障點的故障類型；

基于各故障點及對應于各故障點的故障類型，確定各故障形式；