一种直流100Hz保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种直流100Hz保护方法及系统，涉及直流保护技术领域，用于解决直流100Hz保护因电网交流系统故障而出现保护误动的问题。该直流100Hz保护方法包括：检测整流站和逆变站，判断其直流侧是否存在100Hz谐波分量；如果否，则不启动直流100Hz保护；如果是，则基于模糊逻辑理论，根据整流站与逆变站的站间通信是否正常，对应确定整流站基波负序电压的综合隶属度、逆变站基波负序电压的综合隶属度或确定整流站100Hz谐波分量的隶属度、逆变站100Hz谐波分量的隶属度，进而判断是否执行直流100Hz保护。本发明专利技术提供的直流100Hz保护方法及系统用于交直流混合运行电网的运行保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流输电控制保护
，尤其涉及一种直流100Hz保护方法及系统。
技术介绍
目前，直流100Hz保护作为电网直流系统的一种基本保护类型，直流100Hz保护系统只能通过检测电网直流系统中是否存在100Hz谐波分量，对应确定是否启动电网直流系统的直流100Hz保护控制，以便为电网换相失败、触发系统故障或阀体故障等提供后备保护。然而，当电网交流系统发生不对称故障时，在换流器的作用下，电网交流系统中出现的基波负序电压会导致电网直流系统产生二次谐波电势，而该二次谐波电势又会在电网直流系统中生成二次谐波电流，也就是100Hz谐波分量。这样将导致直流100Hz保护系统在检测到电网直流系统中存在100Hz谐波分量后，会违背电网“交流系统故障，直流保护尽量不动作”的原则，使电网直流系统的直流100Hz保护误启动，从而引起电网直流系统出现非必要的功率下降或运行停止，降低电网直流系统的可靠性和可用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直流100Hz保护方法及系统，用于解决直流100Hz保护因电网交流系统故障而出现保护误动的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种直流100Hz保护方法，包括以下步骤：步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，确定整流站的直流侧和逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；如果存在，则转入步骤200；如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；步骤200，判断整流站与逆变站的站间通信是否正常；如果正常，则转入步骤310；如果异常，则转入步骤320；步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量；根据第一基波负序电压含量，确定第一基波负序电压隶属度函数，进而确定第一基波负序电压的第一综合隶属度；根据第二基波负序电压含量，确定第二基波负序电压隶属度函数，进而确定第二基波负序电压的第二综合隶属度；比较第一综合隶属度与第一预设阈值的大小，比较第二综合隶属度与第二预设阈值的大小；如果第一综合隶属度＞第一预设阈值，或第二综合隶属度＞第二预设阈值，则闭锁整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；如果第一综合隶属度≤第一预设阈值，且第二综合隶属度≤第二预设阈值，则执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；根据100Hz第一谐波分量，确定100Hz第一谐波分量隶属度；100Hz第一谐波分量隶属度为0时，无延时执行整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度为1时，闭锁整流站直流100Hz保护；100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第一延时后执行整流站直流100Hz保护；根据100Hz第二谐波分量，确定100Hz第二谐波分量隶属度；100Hz第二谐波分量隶属度为0时，无延时执行逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度为1时，闭锁逆变站直流100Hz保护；100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第二延时后执行逆变站直流100Hz保护。与现有技术相比，本专利技术提供的直流100Hz保护方法具有以下有益效果：本专利技术所提供的直流100Hz保护方法，在确定整流站直流侧和逆变站直流侧存在100Hz谐波分量后，增加进一步判断整流站与逆变站的站间通信是否正常的判断过程，并根据该判断结果，对应获取整流站交流侧第一基波负序电压含量、逆变站交流侧第二基波负序电压含量，或者获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量、逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量，在模糊逻辑理论的基础上，分别对应确定整流站第一基波负序电压的第一综合隶属度和逆变站第二基波负序电压的第二综合隶属度，或者确定整流站100Hz第一谐波分量隶属度和逆变站100Hz第二谐波分量隶属度；然后，根据各隶属度的类型和数值，能够快速判别引起直流100Hz谐波分量存在的故障类型，使得整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护可以根据所判别的故障类型，确定是否执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护，以及确定整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护是否需要延时执行。因此，当电网交流系统发生不对称故障而导致电网直流系统中存在100Hz谐波分量时，本专利技术提供的直流100Hz保护方法，能够分析确定出导致100Hz谐波分量存在的故障原因，这样也就可以避免电网直流系统的直流100Hz保护因电网交流系统故障而误启动，也就是说电网直流系统的直流100Hz保护只会针对电网直流系统故障而进行保护控制，从而使得电网交流系统出现故障时，电网直流系统的直流100Hz保护并不会引起电网直流系统出现非必要的功率下降或运行停止，有助于提高电网直流系统的可靠性和可用率。本专利技术还提供了一种直流100Hz保护系统，用于实施上述技术方案提供的直流100Hz保护方法，所述直流100Hz保护系统包括检测模块、中央处理模块和执行模块；检测模块分别与整流站和逆变站信号连接，中央处理模块与检测模块信号连接，执行模块分别与中央处理模块、整流站、逆变站信号连接；其中，检测模块用于检测整流站的电信号信息和逆变站的电信号信息并输出至中央处理模块；执行模块用于接收中央处理模块发送的控制指令，根据该控制指令控制整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；中央处理模块包括第一判断单元、第二判断单元、第一处理单元和第二处理单元；其中，检测模块、第二判断单元、执行模块分别与第一判断单元信号连接，第一判断单元用于：判断整流站的直流侧和逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量，如果判断结果为是，则第一判断单元将启动第二判断单元的控制指令输出至第二判断单元，如果判断结果为否，则第一判断单元将不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；检测模块、第一处理单元、第二处理单元分别与第二判断单元信号连接，第二判断单元用于：判断整流站与逆变站的站间通信是否正常，如果判断结果为是，则第二判断单元将启动第一处理单元的控制指令输出至第一处理单元，如果判断结果为否，则第二判断单元将启动第二处理单元的控制指令输出至第二处理单元；检测模块、执行模块分别与第一处理单元信号连接，第一处理单元用于：根据检测模块检测的整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量信息和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量信息，对应确定第一基波负序电压隶属度函数和第一综合隶属度，以及确定第二基波负序电压隶属度函数和第二综合隶属度，然后，分别比较第一综合隶属度与第一预设阈值的大小、以及第二综合隶属度与第二预设阈值的大小，如果第一综合隶属度＞第一预设阈值，或第二综合隶属度＞第二预设阈值，则第一处理单元将闭锁整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块，如果第一综合隶属度≤第一预设阈值，且第二综合隶属度≤第二预设阈值，则第一处理单元将执行整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护的控制指令输出至执行模块；检测模块、执行模块分别与第二处理单元信号连接，第二处理单元用于：根据检测模块检测的整流站100Hz第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流100Hz保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，判断所述整流站的直流侧和所述逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；如果存在，则转入步骤200；如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；步骤200，判断所述整流站与所述逆变站的站间通信是否正常；如果正常，则转入步骤310；如果异常，则转入步骤320；步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量；根据所述第一基波负序电压含量，确定第一基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第一基波负序电压的第一综合隶属度；根据所述第二基波负序电压含量，确定第二基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第二基波负序电压的第二综合隶属度；比较所述第一综合隶属度与第一预设阈值的大小，比较所述第二综合隶属度与第二预设阈值的大小；如果所述第一综合隶属度＞所述第一预设阈值，或所述第二综合隶属度＞所述第二预设阈值，则闭锁所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；如果所述第一综合隶属度≤所述第一预设阈值，且所述第二综合隶属度≤所述第二预设阈值，则执行所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；根据所述100Hz第一谐波分量，确定100Hz第一谐波分量隶属度；所述100Hz第一谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度为1时，闭锁所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第一延时后执行所述整流站直流100Hz保护；根据所述100Hz第二谐波分量，确定100Hz第二谐波分量隶属度；所述100Hz第二谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度为1时，闭锁所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第二延时后执行所述逆变站直流100Hz保护。...

【技术特征摘要】
1.一种直流100Hz保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100，检测整流站的直流侧和逆变站的直流侧，判断所述整流站的直流侧和所述逆变站的直流侧是否存在100Hz谐波分量；如果存在，则转入步骤200；如果不存在，则不启动整流站直流100Hz保护和逆变站直流100Hz保护；步骤200，判断所述整流站与所述逆变站的站间通信是否正常；如果正常，则转入步骤310；如果异常，则转入步骤320；步骤310，分别获取整流站交流侧三相电压的第一基波负序电压含量和逆变站交流侧三相电压的第二基波负序电压含量；根据所述第一基波负序电压含量，确定第一基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第一基波负序电压的第一综合隶属度；根据所述第二基波负序电压含量，确定第二基波负序电压隶属度函数，进而确定所述第二基波负序电压的第二综合隶属度；比较所述第一综合隶属度与第一预设阈值的大小，比较所述第二综合隶属度与第二预设阈值的大小；如果所述第一综合隶属度＞所述第一预设阈值，或所述第二综合隶属度＞所述第二预设阈值，则闭锁所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；如果所述第一综合隶属度≤所述第一预设阈值，且所述第二综合隶属度≤所述第二预设阈值，则执行所述整流站直流100Hz保护和所述逆变站直流100Hz保护；步骤320，分别获取整流站直流侧的100Hz第一谐波分量和逆变站直流侧的100Hz第二谐波分量；根据所述100Hz第一谐波分量，确定100Hz第一谐波分量隶属度；所述100Hz第一谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度为1时，闭锁所述整流站直流100Hz保护；所述100Hz第一谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第一延时后执行所述整流站直流100Hz保护；根据所述100Hz第二谐波分量，确定100Hz第二谐波分量隶属度；所述100Hz第二谐波分量隶属度为0时，无延时执行所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度为1时，闭锁所述逆变站直流100Hz保护；所述100Hz第二谐波分量隶属度大于0且小于1时，经过第二延时后执行所述逆变站直流100Hz保护。2.根据权利要求1所述的直流100Hz保护方法，其特征在于，步骤310中，所述第一基波负序电压隶属度函数通过如下方法确定：获取所述第一基波负序电压含量x1，预设基波负序电压含量第一参考值C1和第二参考值C2，所述第一基波负序电压隶属度函数u1(x1)为：所述第二基波负序电压隶属度函数通过如下方法确定：获取所述第二基波负序电压含量x2，预设基波负序电压含量第三参考值C3和第四参考值C4，所述第二基波负序电压隶属度函数u2(x2)为：。3.根据权利要求2所述的直流100Hz保护方法，其特征在于，步骤310中，所述第一综合隶属度通过如下方法确定：所述第一综合隶属度其中，x1A为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1A)为整流站交流侧A相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1B为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1B)为整流站交流侧B相电压的第一基波负序电压隶属度函数，x1C为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压含量，u1(x1C)为整流站交流侧C相电压的第一基波负序电压隶属度函数；所述第二综合隶属度通过如下方法确定：所述第二综合隶属度其中，x2A为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2A)为逆变站交流侧A相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2B为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2B)为逆变站交流侧B相电压的第二基波负序电压隶属度函数，x2C为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压含量，u2(x2C)为逆变站交流侧C相电压的第二基波负序电压隶属度函数。4.根据权利要求1所述的直流100Hz保护方法，其特征在于，步骤320中，所述100Hz第一谐波分量隶属度通过如下方法确定：所述100Hz第一谐波分量隶属度其中，y1为所述100Hz第一谐波分量，C5为预设的100Hz谐波分量第五参考值，C6为预设的100Hz谐波分量第六参考值；所述100Hz第二谐波分量隶属度通过如下方法确定：所述100Hz第二谐波分量隶属度其中，y2为所述100Hz第二谐波分量，C7为预设的100H...

【专利技术属性】
技术研发人员：寻斌斌，杨煜，陈俊，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44