一種柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性輸配電、電力電子和用戶電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種 模塊化多電平換流器柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全控型電力電子器件的發(fā)展和電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，基于電壓 源換流器的柔性直流輸電技術(shù)日益受到重視。模塊化多電平換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)應(yīng) 用中電壓源換流器的一種，它由多個(gè)半橋子模塊按照一定的方式連接而成，通過(guò)分別控制 各個(gè)子模塊IGBT組件的投入和切除狀態(tài)使換流器輸出的交流電壓逼近正弦波，實(shí)現(xiàn)能量 的高效傳輸。
[0003] 輸電線路是模塊化多電平換流器柔性直流輸電系統(tǒng)的重要組成部分。目前柔性直 流輸電工程普遍采用電纜進(jìn)行功率傳輸，一方面使得系統(tǒng)造價(jià)大大升高，一方面直流電纜 還受到直流電壓的限制，功率輸送十分有限，我國(guó)直流電纜技術(shù)也較落后；特高壓直流輸電 工程均采用架空線進(jìn)行功率傳輸，但是由于傳輸距離較遠(yuǎn)，跨區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，直流故障率 較高，數(shù)據(jù)顯示線路故障約占直流輸電系統(tǒng)故障的50%，其線路保護(hù)正確動(dòng)作切除故障也 只有50%，從而導(dǎo)致不必要的直流停運(yùn)。將架空線引入到柔性直流輸電中，可以降低系統(tǒng)造 價(jià)，同時(shí)提升系統(tǒng)電壓等級(jí)，提升系統(tǒng)容量，但是如何提升輸電線路故障時(shí)線路保護(hù)的正確 動(dòng)作率，減少不必要的直流停運(yùn)，是一個(gè)很大的難題，而線路保護(hù)的正確動(dòng)作取決于對(duì)線路 故障的快速地、準(zhǔn)確地辨識(shí)。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01210326230. 8公開(kāi)了一種全橋MMC-HVDC直流故障分類(lèi)檢測(cè)與 保護(hù)方法，針對(duì)直流斷線故障的判別，通過(guò)檢測(cè)兩端直流電流的方式進(jìn)行判斷，若兩端直流 電流的值超出設(shè)定閾值，則說(shuō)明檢測(cè)到直流斷線故障的發(fā)生。這種判斷方法的唯一判別條 件就是正負(fù)直流母線的電流，判斷條件比較單一，很容易發(fā)生誤判現(xiàn)象，應(yīng)用范圍比較窄。 例如當(dāng)系統(tǒng)輕載（〇.lpu)時(shí)直流電流本身就比較?。?.lpu)，根據(jù)上述專(zhuān)利判斷條件，貝1J直 接誤判為發(fā)生斷線故障；同時(shí)如果系統(tǒng)傳輸功率為〇. 15pu時(shí)，直流母線電流也為0. 15pu， 此時(shí)如果發(fā)生單極接地故障，則恒壓控制整流站直流母線電流將降至〇. 15pu以下，造成錯(cuò) 判。因此，這種判別方式可靠性較低，為提高系統(tǒng)可靠性、保護(hù)及時(shí)性和運(yùn)維高效性，亟待提 出一種高效普遍適用的模塊化多電平換流器柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障辨識(shí)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，提高判斷直 流斷線故障的可靠性，避免其它故障引起的誤判。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷 線故障判斷方法，檢測(cè)計(jì)算正負(fù)直流母線電流、正負(fù)直流母線電流變化率和交直流功率差 值，當(dāng)上述各參數(shù)同時(shí)滿足以下條件時(shí)，確定該系統(tǒng)發(fā)生直流斷線故障：
[0007] ①正、負(fù)直流母線電流值IDCP、IDCN的絕對(duì)值有任意一個(gè)小于電流限值IDraset;
[0008] ②正、負(fù)直流母線電流變化率
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，其特征在于，檢測(cè)計(jì)算正負(fù)直流母 線電流、正負(fù)直流母線電流變化率和交直流功率差值，當(dāng)上述各參數(shù)同時(shí)滿足以下條件時(shí)， 確定該系統(tǒng)發(fā)生直流斷線故障： ①正、負(fù)直流母線電流值IDCP、Iict的絕對(duì)值有任意一個(gè)小于電流限值I Drasrt;
AIDCBset； ③交流功率Pa。與直流功率P D。差值的絕對(duì)值大于功率差限值A(chǔ) P Bsrt。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，其特征在于：所
流功率PD。均為標(biāo)幺值的格式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，其特征在于：所 述電流限值I10set為〇. 〇5pu，所述電流變化率限值A(chǔ) I DCBse為0. 4pu/ms，所述功率差限值 A !DCBset為〇?〇5PU〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，其特征在于，所 述直流功率PD。的計(jì)算公式如下： Pdc- I U DCP ?IdcpI + IUdcn?Idcn 其中，UDCP、Udcn為正、負(fù)直流母線對(duì)參考地電壓；I DCP、Idcm為正、負(fù)直流母線電流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，其特征在于，所
其中， iDCP-t+At、lDCN_t+At 為t+ △ t時(shí)刻電流值，i DC；P t、iDC；N」為t時(shí)刻電流值，△ t為兩次 電流的采樣時(shí)長(zhǎng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障判斷方法，檢測(cè)計(jì)算正負(fù)直流母線電流、正負(fù)直流母線電流變化率和交直流功率差值，當(dāng)上述各參數(shù)同時(shí)滿足以下條件時(shí)，確定該系統(tǒng)發(fā)生直流斷線故障：①正、負(fù)直流母線電流值的絕對(duì)值有任意一個(gè)小于電流限值；②正、負(fù)直流母線電流變化率、的絕對(duì)值均大于電流變化率限值；③交流功率與直流功率差值的絕對(duì)值大于功率差限值。本發(fā)明的判斷方法依據(jù)直流斷線故障發(fā)展過(guò)程中電壓、電流的變化特性以及功率傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，選擇直流電流、直流電流變化率、交直流功率差值作為故障辨識(shí)參數(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確的對(duì)柔性直流輸電系統(tǒng)直流斷線故障進(jìn)行辨識(shí)，提高故障辨識(shí)的準(zhǔn)確率，避免其它故障引起的誤判。
【IPC分類(lèi)】G01R31-08, G01R31-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104820158
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510218128
【發(fā)明人】吳金龍, 行登江, 王先為, 楊美娟, 張 浩, 李道洋
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 西安許繼電力電子技術(shù)有限公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日