[發明專利]直流可控消能裝置的均流監視系統及其限壓器柱配組方法

在審

• 申請號: 202310486412.X
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116544876A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 王樹剛;謝天喜;何茂慧;朱超;趙學華;沙浩源;陳軒;馮軒;韓學春;甘強;許衛剛;何露芽
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司超高壓分公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H9/04;H02J3/36;G01R19/00;G01R15/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩

本發明公開一種直流可控消能裝置的均流監視系統及其限壓器柱配組方法，其中，配組方法考慮直流可控消能裝置的限壓器柱數、被保護設備過壓時流過限壓器的電流以及電流分布系數，利用電磁暫態仿真模型模擬單個閥片擊穿短路所在限壓器柱的場景，根據該場景下的電流分布情況以及電流分布系數整定值，對限壓器柱進行分組，或者繼續通過迭代校核調整獲得最終的配組方案，再根據配組方案對應每組限壓器柱配置電流測量裝置，進而實現均流監視計算和邏輯判斷。本發明能夠降低直流可控消能裝置均流監視系統的成本，同時能夠在電流分布系數異常時可靠輸出告警信號。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電技術領域，特別是一種直流可控消能裝置的均流監視系統及其限壓器柱配組方法。

背景技術

混合直流輸電技術兼具傳統直流輸電(LCC)和柔性直流輸電(VSC)的優點，有效拓展了直流輸電系統的適用范圍，是未來大規模、遠距離、大容量輸電的發展方向之一。但混合直流系統運行中可能發生：1)LCC換流器換相失敗、功率無法饋入交流電網；2)VSC換流器接入的受端電網發生近區短路造成功率輸送受阻；3)VSC換流器因內部故障緊急閉鎖等各類故障工況。此時，送端換流站通常難以在百毫秒時間內完成功率急降，因此系統中將形成功率盈余，如果不對盈余功率進行泄放消納，盈余功率將持續向VSC閥組中的電容進行充電，從而導致VSC子模塊過壓旁路閉鎖，影響系統正常運行。因此，為避免VSC子模塊過壓造成VSC換流器全部閉鎖，在VSC兩端配置基于氧化鋅閥片的可控消能裝置可以泄放系統的暫態盈余功率。

專利201921646322.8提出一種泄能裝置及高壓輸電系統，如圖1所示，其包括：固定泄能元件101、受控泄能元件103和控制模塊102，第一快速開關單元與第一機械斷路器并聯在控制模塊102的第一端和第二端之間；所述第一機械斷路器用于換流，并在保護模塊退出時開斷直流電流。

為使泄能裝置(以下稱可控消能裝置)吸收更多的能量，需要將氧化鋅閥片串聯組成限壓器柱，并安裝在復合外套內，然后將限壓器柱進行多柱并聯，其中包含固定元件101和受控元件103，一般需上百柱限壓器，多柱限壓器并聯以提高吸收能量。在可控消能裝置運行中，若可控消能裝置被保護設備兩端發生過電壓，控制開關合閘后，受控元件存在單個或多個氧化鋅閥片擊穿短路的可能，為實現對單個氧化鋅閥片擊穿短路的故障工況進行監視，需要對限壓器柱進行均流監視，若在每柱限壓器上均安裝一臺電流測量裝置，則成本很高，且計算量較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種直流可控消能裝置的均流監視系統及其限壓器柱配組方法，考慮直流可控消能裝置的限壓器柱數、被保護設備過壓時流過限壓器的電流以及電流分布系數，對限壓器柱進行分組，并對應每組氧化鋅限壓器配置電流測量裝置，進而實現均流監視計算和邏輯判斷，能夠在電流分布系數異常時可靠輸出告警信號，同時降低直流可控消能裝置均流監視方案的成本。本發明采用的技術方案如下。

一方面，本發明提供一種直流可控消能裝置的均流監視系統，其中，直流可控消能裝置包括多個并聯的限壓器柱，各限壓器柱包括多個串聯的閥片；

所述多個并聯的限壓器柱分成多個限壓器柱組，各限壓器柱組分別對應設置有一電流傳感器，所有電流傳感器的輸出端分別連接至一均流監視裝置；

所述電流傳感器用于采集流過對應限壓器柱組的電流；

所述均流監視裝置用于根據接收的各組限壓器柱的電流計算電流分布系數，并將其與電流分布系數整定值進行比較，根據比較結果輸出告警信號。

通過對限壓器柱進行分組，并按組設置電流傳感器，由均流監視裝置統一進行電流分布系數的計算，能夠大大降低直流可控消能裝置均流監視方案的成本及系統需要傳輸和處理的數據量。

可選的，本發明中，所述電流傳感器采用光學電流互感器，并優選安裝在對應限壓器柱組的高壓端。