一种直流电网单端电流保护方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流电网单端电流保护方法，包括：开启直流电网中的继电保护装置；其中，直流电网采用环网结构；计算直流电网的电流增量整定值；测量直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值；根据线路电流和电流参考值得到电流增量；当电流增量大于电流增量整定值时，向直流断路器发送动作信号，以使直流断路器动作；当电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，向直流断路器发送闭锁信号，以使直流断路器在预设闭锁时间内闭锁，保证直流断路器在反方向故障时不误动。本发明专利技术实施例还提供一种直流电网单端电流保护系统。采用本发明专利技术实施例，计算简单，无需通信，可作为直流电网的快速后备保护，具有一定的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电网单端电流保护方法和系统
本专利技术涉及电力系统直流输电领域，尤其涉及一种直流电网单端电流保护方法和系统。
技术介绍
基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，MMC)的柔性直流输电技术在大规模分布式能源并网、异步电网互联和城市直流输配电等领域应用前景广阔。目前国内投运的柔性直流输电工程以多端直流输电系统为主，张北柔性直流示范工程在此基础上首次构建直流电网，形成了四端环网拓扑。随着直流电网控制保护等关键技术的突破，直流电网将成为未来电网发展的重要方向之一。直流电网的直流故障电流上升速度快、幅值大，给直流系统的保护技术提出了更高的要求。基于直流断路器的故障清除技术可迅速隔离故障，保证系统非故障部分继续正常运行。直流电网中存在多个直流断路器，为满足快速性和选择性要求，保护系统应当快速识别故障并向相关断路器发送跳闸信号，使得系统停运范围最小。目前的故障识别方案可分为基于通信的故障识别方案与无需通信的故障识别方案。对于无需通信的保护方案，大多是利用故障行波到达保护安装处瞬间引起电压突变、产生大量高频分量等故障特征来检测故障,但是随着行波的衰减，此类方法不具有后备保护能力。基于通信的保护方案，通过双端信息量实现故障识别，这就不可避免的带来通信延时，保护方案的可靠性依赖于通信系统。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种直流电网单端电流保护方法和系统，具有计算简单，无需通信，可作为直流电网的快速后备保护，具有一定的工程应用价值。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种直流电网单端电流保护方法，包括：开启直流电网中的继电保护装置；其中，所述直流电网采用环网结构；计算所述直流电网的电流增量整定值；测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值；根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；当所述电流增量大于所述电流增量整定值时，向直流断路器发送动作信号，以使所述直流断路器动作；当所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，向所述直流断路器发送闭锁信号，以使所述直流断路器在预设闭锁时间内闭锁，保证所述直流断路器在反方向故障时不误动。与现有技术相比，本专利技术公开的直流电网单端电流保护方法，首先，通过开启直流电网中的继电保护装置，计算所述直流电网的电流增量整定值；然后，测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值，根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；最后，当所述电流增量大于所述电流增量整定值时，发送动作信号使所述直流断路器动作，当所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，发送闭锁信号使直流断路器闭锁而不误动。解决了现有技术对于无需通信的保护方案，不具有后备保护能力的问题，同时还解决了基于通信的保护方案，通信延时的问题。计算简单，无需通信，可作为直流电网的快速后备保护，具有一定的工程应用价值。作为上述方案的改进，所述根据所述线路电流得到电流参考值，具体包括：当线路电流在第一预设时间内的平均变化率的绝对值小于预设门槛值时，取所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值；当线路电流在任一时刻的平均变化率的绝对值大于预设门槛值时，取该时刻下的所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值，并在第二预设时间内保持所述电流参考值不变。作为上述方案的改进，所述根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量，具体包括：计算所述线路电流和所述电流参考值之间的电流差值，所述电流差值为所述电流增量。作为上述方案的改进，所述直流电网包括换流站、直流母线、直流线路、母线限流电感、线路限流电感和直流断路器。作为上述方案的改进，所述线路电流为流过所述直流断路器的电流，以从直流母线流向直流线路为正方向。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种直流电网单端电流保护系统，包括：继电保护装置开启单元，用于开启直流电网中的继电保护装置；其中，所述直流电网采用环网结构；电流增量整定值计算单元，用于计算所述直流电网的电流增量整定值；电流参考值获取单元，用于测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值；电流增量计算单元，用于根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；动作依据判断单元，用于当所述电流增量大于所述电流增量整定值时，向直流断路器发送动作信号，以使所述直流断路器动作；闭锁依据判断单元，用于当所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，向所述直流断路器发送闭锁信号，以使所述直流断路器在预设闭锁时间内闭锁，保证所述直流断路器在反方向故障时不误动。与现有技术相比，本专利技术公开的直流电网单端电流保护系统，首先，通过继电保护装置开启单元开启直流电网中的继电保护装置，电流增量整定值计算单元计算所述直流电网的电流增量整定值；然后，电流参考值获取单元测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值，电流增量计算单元根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；最后，当动作依据判断单元判定所述电流增量大于所述电流增量整定值时，发送动作信号使所述直流断路器动作，当闭锁依据判断单元判定所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，发送闭锁信号使直流断路器闭锁而不误动。解决了现有技术对于无需通信的保护方案，不具有后备保护能力的问题，同时还解决了基于通信的保护方案，通信延时的问题。计算简单，无需通信，可作为直流电网的快速后备保护，具有一定的工程应用价值。作为上述方案的改进，所述电流参考值获取单元具体用于：当线路电流在第一预设时间内的平均变化率的绝对值小于预设门槛值时，取所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值；当线路电流在任一时刻的平均变化率的绝对值大于预设门槛值时，取该时刻下的所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值，并在第二预设时间内保持所述电流参考值不变。作为上述方案的改进，所述电流增量计算单元具体用于计算所述线路电流和所述电流参考值之间的电流差值，所述电流差值为所述电流增量。作为上述方案的改进，所述直流电网包括换流站、直流母线、直流线路、母线限流电感、线路限流电感和直流断路器。作为上述方案的改进，所述线路电流为流过所述直流断路器的电流，以从直流母线流向直流线路为正方向。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法的另一流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法中直流电网的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法中四端直流电网拓扑示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法中MMC4的等效放电电路图；图6是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，图1是本专利技术实施例提供的一种直流电网单端电流保护方法的流程图；包括：S1、开启直流电网中的继电保护装置；其中，所述直流电网采用环网结构；S2、计算所述直流电网的电流增量整定值；S3、测量所述直流电网的线路电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电网单端电流保护方法，其特征在于，包括：开启直流电网中的继电保护装置；其中，所述直流电网采用环网结构；计算所述直流电网的电流增量整定值；测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值；根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；当所述电流增量大于所述电流增量整定值时，向直流断路器发送动作信号，以使所述直流断路器动作；当所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，向所述直流断路器发送闭锁信号，以使所述直流断路器在预设闭锁时间内闭锁，保证所述直流断路器在反方向故障时不误动。

【技术特征摘要】
1.一种直流电网单端电流保护方法，其特征在于，包括：开启直流电网中的继电保护装置；其中，所述直流电网采用环网结构；计算所述直流电网的电流增量整定值；测量所述直流电网的线路电流，根据所述线路电流得到电流参考值；根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量；当所述电流增量大于所述电流增量整定值时，向直流断路器发送动作信号，以使所述直流断路器动作；当所述电流增量小于所述电流增量整定值的负值时，向所述直流断路器发送闭锁信号，以使所述直流断路器在预设闭锁时间内闭锁，保证所述直流断路器在反方向故障时不误动。2.如权利要求1所述的直流电网单端电流保护方法，其特征在于，所述根据所述线路电流得到电流参考值，具体包括：当线路电流在第一预设时间内的平均变化率的绝对值小于预设门槛值时，取所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值；当线路电流在任一时刻的平均变化率的绝对值大于预设门槛值时，取该时刻下的所述线路电流的滑动平均值为所述电流参考值，并在第二预设时间内保持所述电流参考值不变。3.如权利要求1所述的直流电网单端电流保护方法，其特征在于，所述根据所述线路电流和所述电流参考值得到电流增量，具体包括：计算所述线路电流和所述电流参考值之间的电流差值，所述电流差值为所述电流增量。4.如权利要求1所述的直流电网单端电流保护方法，其特征在于，所述直流电网包括换流站、直流母线、直流线路、母线限流电感、线路限流电感和直流断路器。5.如权利要求1所述的直流电网单端电流保护方法，其特征在于，所述线路电流为流过所述直流断路器的电流，以从直流母线流向直流线路为正方向。6.一种直流电网单端电流保护系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪潮，陈雁，张野，郭彦勋，李海峰，王刚，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44