一种用于直流电网分区的保护方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于直流电网分区的保护方法及系统，其保护方法包括步骤：其保护方法包括步骤：设于直流电网联络线上的直流保护单元RPU采集故障隔离装置的故障保护信息，并根据故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离；设于直流电网分区的就地测量和保护单元LMPU基于所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离。本发明专利技术采用分层分区的直流电网故障保护框架，各LMPU系统相互独立，各LMPU之间、LMPU和上层RPU之间耦合关系较少。

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流电网分区的保护方法及系统
本专利技术涉及直流电网领域，具体讲涉及一种基于全网故障信息判断和决策的直流电网分区保护方法。
技术介绍
直流电网包含诸多的线路和换流器，这些换流器均是能按照给定的控制策略进行调节的装置，同时配置必要的元件保护。如果这些装置的元件保护，独立以本地采集信息为判据启动，清除内部故障，则直流电网故障后，每个关键设备元件只能以采集到的反映临近区域运行状态的信息作为判据动作。当直流电网扩展至较大的复杂电网时，这种元件保护就有可能不能满足选择性、速动性及故障保护的要求。这些装置保护之间需要协调配合，避免系统某点发生故障后造成网内继电保护相继动作，整个电网的安全水平下降。而直流电网故障传播速度越快，这个问题就越突出。直流电网被认为是新能源消纳和传输的有效途径之一，对直流电网的研究目前尚处起步阶段，开展的相关研究侧重于直流输电系统的输电类型和直流电网拓扑，以直流电网中的关键设备，如直流断路器、高低增益DC/DC变换器、电压极性可翻转换流器、潮流控制器及这些关键设备的控制策略研究，作为直流电网关键技术之一的直流电网保护、特别是保护配置方面的研究很少。关于直流电网的保护研究，可归为三类：第一类：通过控制策略实现保护方法，主要依靠控制策略，不需或只是增加少量的附加设备进行保护；第二类方法：基于换流器拓扑改进的方法，可节约生产成本，降低运行损耗，减少占地面积；第三种方法：通过增加附加装置来消耗故障能量或抑制短路电流的方法。在实际工程中无论是常规换流站LCC-HVDC(line-commutatedconvertersHVDC)还是柔性换流站VSC-HVDC(VoltagesourceconvertersHVDC)，其保护配置总体上相差不大，如图1所示，一般可分为交流保护、阀保护和直流线路保护。单个换流站的保护配置是直流电网中最基本的保护，基于单个换流站的保护，直流电网统筹考虑各个节点的关键设备保护，并着眼于提高整个直流电网系统的稳定性和安全性，来研究适用于直流电网的保护配置框架。目前，故障隔离的常见设备是直流断路器(DCCB)或者具有故障自清除功能的DC/DC变换器，但这两种设备价格昂贵，在各个装置出口处安装故障隔离装置代价较大。因此，需要提供一种技术方案来满足现有技术的需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种用于直流电网分区的保护方法及系统，其保护方法包括步骤：设于直流电网联络线上的直流保护单元RPU采集故障隔离装置的故障保护信息，并根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离；所述就地测量和保护单元LMPU基于所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离。所述根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离，包括：当所述故障保护信息大于或等于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU启动保护动作，设于所述故障隔离装置中的联络线直流断路器断开或具有故障自清除功能的DC/DC换流器闭锁；当所述故障保护信息小于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU不启动。所述直流保护单元RPU启动保护动作，包括：若所述直流保护单元RPU启动保护动作后，所述故障保护信息仍大于或等于所述保护变量且所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。所述直流保护单元RPU不启动，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU中预设的保护阈值，则断开设于所述就地测量和保护单元LMPU中的快速直流开关和交流断路器；实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离后，更新故障保护信息。所述故障保护信息包括：故障电流的大小、方向和变化率，故障电流功率的大小、方向和变化率。其保护系统包括：设于直流电网联络线上的n个依次连接的直流保护单元RPU及设于直流电网分区的m个就地测量和保护单元LMPU；其中每个直流保护单元RPU分别与预设数量的就地测量和保护单元LMPU相连；其中，m、n均为大于1的整数。所述保护系统包括：所述直流保护单元RPU，设于直流电网联络线上的直流保护单元RPU采集故障隔离装置的故障保护信息；并根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网分区间的的故障隔离；所述就地测量和保护单元LMPU，基于所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离。直流保护单元RPU根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离，包括：当所述故障保护信息大于或等于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU启动保护动作，设于所述故障隔离装置中的联络线直流断路器断开或具有故障自清除功能的DC/DC换流器闭锁；当所述故障保护信息小于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU不启动。所述直流保护单元RPU启动保护动作，包括：若所述直流保护单元RPU启动保护动作后，所述故障保护信息仍大于或等于所述保护变量且所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。所述直流保护单元RPU不启动，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU中预设的保护阈值，则断开设于所述就地测量和保护单元LMPU中的快速直流开关和交流断路器；实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离后，更新故障保护信息。所述故障保护信息包括：故障电流的大小、方向和变化率，故障电流功率的大小、方向和变化率。所述就地测量和保护单元LMPU与DC/DC换流器、VSC型或LCC型换流站相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术配置了最少的故障隔离装置，动作后将直流电网分区，保证非故障区域可以继续运行，尽可能降低了故障影响的范围，同时满足了复杂直流电网速度快、选择性好且可靠性高的要求；2、本专利技术采用分层分区的直流电网故障保护框架，各LMPU系统相互独立，各LMPU之间、LMPU和上层RPU之间耦合关系较少；3、本专利技术通过RPU的上层判断和决策，先将故障区域和非故障区域隔离，避免全网的LMPU盲目的以就地判断为依据而动作，造成某一部分的故障，从而影响整个系统的运行；4、本专利技术设置的LMPU保留了本地保护和装置自身的协调控制功能，采用一定的故障保护策略，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直流电网分区的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：设于直流电网联络线上的直流保护单元RPU采集故障隔离装置的故障保护信息，并根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离；设于所述直流电网分区的就地测量和保护单元LMPU基于所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离。

【技术特征摘要】
1.一种用于直流电网分区的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：设于直流电网联络线上的直流保护单元RPU采集故障隔离装置的故障保护信息，并根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离；设于所述直流电网分区的就地测量和保护单元LMPU基于所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离。2.根据权利要求1所述的保护方法,其特征在于，所述根据所述故障保护信息判断是否启动自身的保护动作，实现直流电网间的分区故障隔离，包括：当所述故障保护信息大于或等于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU启动保护动作，设于所述故障隔离装置中的联络线直流断路器断开或具有故障自清除功能的DC/DC换流器闭锁；当所述故障保护信息小于所述直流保护单元RPU中预设的保护变量时，所述直流保护单元RPU不启动。3.根据权利要求2所述的保护方法,其特征在于，所述直流保护单元RPU启动保护动作，包括：若所述直流保护单元RPU启动保护动作后，所述故障保护信息仍大于或等于所述保护变量且所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。4.根据权利要求2所述的保护方法,其特征在于，所述直流保护单元RPU不启动，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU的保护阈值，则设于所述就地测量和保护单元LMPU的控制保护调节单元发出自启动命令，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作。5.根据权利要求3或4所述的保护方法,其特征在于，所述就地测量和保护单元LMPU启动保护动作，包括：若所述故障保护信息大于或等于所述就地测量和保护单元LMPU中预设的保护阈值，则断开设于所述就地测量和保护单元LMPU中的快速直流开关和交流断路器；实现所述直流电网和交流电网间的故障隔离后，更新故障保护信息。6.根据权利要求1所述的保护方法,其特征在于，所述故障保护信息包括：故障电流的大小、方向和变化率，故障电流功率的大小、方向和变化率。7.一种用于直流电网分区的保护系统，其特征在于，保护系统包括：设于直流电网联络线上的n个依次连接的直流保护单元RPU...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏春霞，姚良忠，李琰，迟永宁，杨波，王志冰，刘超，曹远志，吴婧，谢立军，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11