一种柔性直流电网的多端协调控保系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种柔性直流电网的多端协调控保系统，系统中多端协调控制装置、极控制装置、极保护装置、母线保护装置、线路保护装置、直流站控装置、交流站控制装置、接地电阻监测装置、换流变保护装置、交流耗能装置和安稳控制装置均与控制总线连接，因此相互之间可以实现数据共享。多端协调控保系统可以对全网进行电压和功率控制，实现对母线、直流线路、换流变等设备的实时保护，并且，当柔性直流电网发生孤岛送端单极闭锁或受端换流站故障，导致新能源无法外送时，通过交流耗能装置投入短时吸收暂态能量，继而通过安控对新能源进行切机，从而有效遏制柔性直流电网孤岛运行方式下新能源无法外送引起的电网过负荷及功率盈余等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流电网的多端协调控保系统
本技术涉及电力系统
，更具体的说，涉及一种柔性直流电网的多端协调控保系统。
技术介绍
柔性直流电网是一种由多个换流器在直流侧通过带直流开关的直流线路互联，并具有网状的电力传输系统。柔性直流电网可实现大范围内潮流分配和控制，能够增强整个系统的灵活性和可靠性，并通过资源共享为电力系统提供冗余的容量。在柔性直流电网中，母线、直流线路、换流器、换流变等设备发生故障均可能导致电网输送功率受限。特殊地，当发生孤岛送端单极闭锁或受端换流站严重故障时，会发生新能源无法外送而引起的电网功率盈余，从而导致电网过负荷，造成元器件损坏等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术公开一种柔性直流电网的多端协调控保系统，以解决柔性直流电网在孤岛运行方式下发生电压过高或功率盈余等问题，从而避免直流器件的损坏。一种柔性直流电网的多端协调控保系统，所述多端协调控保系统的输入端与运行人员控制设备侧连接，所述多端协调控保系统的输出端与现场测控设备侧连接；所述多端协调控保系统包括：多端协调控制装置、阀控层部分、极控制层部分和双极控制层部分，所述极控制层部分包括：正极控保系统和负极控保系统，所述正极控保系统和所述负极控保系统分别连接一个所述阀控制装置；所述正极控保系统和所述负极控保系统的配置相同，包括：多端协调控制装置、极控制装置、极保护装置、母线保护装置和线路保护装置；所述多端协调控制装置分别与控制总线以及本站和其他站的所述极控制装置连接，所述多端协调控制装置用于实现直流电压控制接管、范围控制以及潮流优化功能；所述极控制装置分别与所述控制总线、所述阀控装置、所述极保护装置、所述母线保护装置、交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极控制装置用于对本站的所述阀控装置进行控制，并具备本站直流断路器的功能；所述极保护装置分别与所述控制总线、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极保护装置用于实现对换流变以及连接线的保护，在保护动作后经过三取二装置跳本侧直流断路器；所述母线保护装置分别与控制总线、所述线路保护装置、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述母线保护装置用于对极母线进行保护，实现跳本侧所带的所有的断路器，并在所述断路器失灵时动作，并将失灵信号传输给所述极控制装置，与此同时，将所述失灵信号传输给所述线路保护装置，使所述线路保护装置进行远跳对端；所述线路保护装置分别与所述控制总线和所述现场测控设备连接，所述线路保护装置用于实现线路故障时跳断路器，对直流线路进行保护，并向对端线路保护装置发送远眺功能，且在动作时将失灵信号输出给所述母线保护装置；所述双极控制层部分包括：直流站控装置、交流站控制装置、接地电阻监测装置、换流变保护装置、交流耗能装置和安稳控制装置；所述直流站控装置分别与所述控制总线、所述极控制装置和所述现场测控设备连接，所述直流站控装置用于对所述现场测控设备侧的直流断路器接口和直流场进行监控与控制；所述交流站控制装置分别与所述控制总线、所述极控制装置和所述现场测控设备连接，所述交流站控制装置用于实现对所述现场测控设备侧的交流场断路器的监视、控制以及命令联锁；所述接地电阻监测装置与所述控制总线连接，所述接地电阻监测装置用于监测换流站的接地点，并通过数据总线传输接地情况；所述换流变保护装置与所述控制总线连接，所述换流变保护装置用于实现换流变设备保护；所述交流耗能装置与所述控制总线连接，所述交流耗能装置用于实现对交流耗能装置的投退控制；所述安稳控制装置与所述控制总线连接，所述安稳控制装置用于实现新能源切机控制的功能。优选的，所述线路保护装置配置有独立的高频通信链路，所述线路保护装置通过所述高频通信链路将动作信号输出至所述现场测控设备侧的直流断路器。优选的，所述极控制层部分还包括：第一交换器，所述极控制装置、所述极保护装置、所述母线保护装置和所述线路保护装置均通过所述第一交换器与所述控制总线连接。优选的，所述双极控制层部分还包括：第二交换器，所述直流站控装置、所述交流站控制装置、所述接地电阻监测装置、所述换流变保护装置、所述交流耗能装置和所述安稳控制装置均通过所述第二交换器与所述控制总线连接。从上述的技术方案可知，本技术公开了一种柔性直流电网的多端协调控保系统，该系统中，多端协调控制装置、极控制装置、极保护装置、母线保护装置、线路保护装置、直流站控装置、交流站控制装置、接地电阻监测装置、换流变保护装置、交流耗能装置和安稳控制装置均与控制总线连接，因此相互之间可以实现数据共享。这样，多端协调控保系统可以对全网进行电压和功率控制，实现对母线、直流线路、换流变等设备的实时保护，并且，当柔性直流电网发生孤岛送端单极闭锁或受端换流站故障，导致新能源无法外送时，通过交流耗能装置投入短时吸收暂态能量，继而通过安控对新能源进行切机，从而有效遏制柔性直流电网孤岛运行方式下新能源无法外送引起的电网过负荷及功率盈余等问题，进而避免了直流器件的损坏。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例公开的一种柔性直流电网的多端协调控保系统的结构示意图；图2为本技术实施例公开的另一种柔性直流电网的多端协调控保系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例公开了一种柔性直流电网的多端协调控保系统，以解决柔性直流电网在孤岛运行方式下发生电压过高或功率盈余等问题，从而避免直流器件的损坏。参见图1，本技术实施例公开的一种柔性直流电网的多端协调控保系统的结构示意图，该控保系统10适用于多端超高压柔直换流站的控制与保护，也就是说，控保系统10的功能是实现对整个柔性直流电网的控制与保护，在实际应用中，控保系统10的输入端与运行人员控制设备侧20连接，控保系统10的输出端与现场测控设备侧30连接；其中，运行人员控制设备侧20包括：服务器21、运行人员工作站22、站长工作站23和工程师工作站24等；现场测控设备30包括：MMC(模块化多电平换流器)子模块31、接口32(包括阀厅、阀冷和联接变接口)、直流断路器33、直流场就地接口34和直流场就地接口35，其中，MMC为换流器的核心模块，用于整流和逆变，以实现输送功率；直流断路器33用于故障时跳开隔离故障。具体的：控保系统10包括：多端协调控制装置111、阀控层部分、极控制层部分和双极控制层部分120，阀控层部分包括：两个阀控制装置113(图1中仅示出一个阀控制装置113)，极控制层部分包括：正极控保系统和负极控保系统，正极控保系统和负极控保系统分别连接一个阀控制装置113，也就是说，正极控保系统连接阀控层部分中的一个阀控制装置113，负极控保系统连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流电网的多端协调控保系统，其特征在于，所述多端协调控保系统的输入端与运行人员控制设备侧连接，所述多端协调控保系统的输出端与现场测控设备侧连接；所述多端协调控保系统包括：多端协调控制装置、阀控层部分、极控制层部分和双极控制层部分，所述阀控层部分包括：两个阀控制装置，所述极控制层部分包括：正极控保系统和负极控保系统，所述正极控保系统和所述负极控保系统分别连接一个所述阀控制装置；所述正极控保系统和所述负极控保系统的配置相同，包括：极控制装置、极保护装置、母线保护装置和线路保护装置；所述多端协调控制装置分别与控制总线以及本站和其他站的所述极控制装置连接，所述多端协调控制装置用于实现直流电压控制接管、范围控制以及潮流优化功能；所述极控制装置分别与所述控制总线、所述阀控装置、所述极保护装置、所述母线保护装置、交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极控制装置用于对本站的所述阀控装置进行控制，并具备本站直流断路器的功能；所述极保护装置分别与所述控制总线、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极保护装置用于实现对换流变以及连接线的保护，在保护动作后经过三取二装置跳本侧直流断路器；所述母线保护装置分别与控制总线、所述线路保护装置、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述母线保护装置用于对极母线进行保护，实现跳本侧所带的所有的断路器，并在所述断路器失灵时动作，并将失灵信号传输给所述极控制装置，与此同时，将所述失灵信号传输给所述线路保护装置，使所述线路保护装置进行远跳对端；所述线路保护装置分别与所述控制总线和所述现场测控设备连接，所述线路保护装置用于实现线路故障时跳断路器，对直流线路进行保护，并向对端线路保护装置发送远眺功能，且在动作时将失灵信号输出给所述母线保护装置；所述双极控制层部分包括：直流站控装置、交流站控制装置、接地电阻监测装置、换流变保护装置、交流耗能装置和安稳控制装置；所述直流站控装置分别与所述控制总线、所述极控制装置和所述现场测控设备连接，所述直流站控装置用于对所述现场测控设备侧的直流断路器接口和直流场进行监控与控制；所述交流站控制装置分别与所述控制总线、所述极控制装置和所述现场测控设备连接，所述交流站控制装置用于实现对所述现场测控设备侧的交流场断路器的监视、控制以及命令联锁；所述接地电阻监测装置与所述控制总线连接，所述接地电阻监测装置用于监测换流站的接地点，并通过数据总线传输接地情况；所述换流变保护装置与所述控制总线连接，所述换流变保护装置用于实现换流变设备保护；所述交流耗能装置与所述控制总线连接，所述交流耗能装置用于实现对交流耗能装置的投退控制；所述安稳控制装置与所述控制总线连接，所述安稳控制装置用于实现新能源切机控制的功能。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流电网的多端协调控保系统，其特征在于，所述多端协调控保系统的输入端与运行人员控制设备侧连接，所述多端协调控保系统的输出端与现场测控设备侧连接；所述多端协调控保系统包括：多端协调控制装置、阀控层部分、极控制层部分和双极控制层部分，所述阀控层部分包括：两个阀控制装置，所述极控制层部分包括：正极控保系统和负极控保系统，所述正极控保系统和所述负极控保系统分别连接一个所述阀控制装置；所述正极控保系统和所述负极控保系统的配置相同，包括：极控制装置、极保护装置、母线保护装置和线路保护装置；所述多端协调控制装置分别与控制总线以及本站和其他站的所述极控制装置连接，所述多端协调控制装置用于实现直流电压控制接管、范围控制以及潮流优化功能；所述极控制装置分别与所述控制总线、所述阀控装置、所述极保护装置、所述母线保护装置、交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极控制装置用于对本站的所述阀控装置进行控制，并具备本站直流断路器的功能；所述极保护装置分别与所述控制总线、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述极保护装置用于实现对换流变以及连接线的保护，在保护动作后经过三取二装置跳本侧直流断路器；所述母线保护装置分别与控制总线、所述线路保护装置、所述交流开关和所述现场测控设备侧连接，所述母线保护装置用于对极母线进行保护，实现跳本侧所带的所有的断路器，并在所述断路器失灵时动作，并将失灵信号传输给所述极控制装置，与此同时，将所述失灵信号传输给所述线路保护装置，使所述线路保护装置进行远跳对端；所述线路保护装置分别与所述控制总线和所述现场测控设备连接，所述线路保护装置用于实现线路故障时跳断路器，对直流线路进行保护，并向对端线路保护装置发送远眺功能，且在动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振动，顾颖，宋巍，陈军法，王翀，柏峰，王玉强，袁亮，周生海，牛雪飞，于文博，金海望，陈习文，徐子轩，任文雪，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司检修分公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京,11