一种直流配网故障保护及恢复系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例公开一种直流配网故障保护及恢复系统和方法，该系统包括至少一个配电网，配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关和与第一负荷开关以及第二负荷开关对应设置的故障检测装置；全桥型换流站与直流母线连接，配电线路的进线端通过第一负荷开关与直流母线连接，配电线路的出线端连接第二负荷开关；主控站根据故障信息和全桥型换流站发送的控零压信号或闭锁信号控制负荷开关分断，以及根据接收到的第一负荷开关和第二负荷开关分断完成信号控制恢复供电。本发明专利技术实施例提供的直流配网故障保护及恢复系统，在直流配网发生故障后可以进行故障区域的快速定位，完成故障的快速清除和隔离，实现系统供电的恢复。

【技术实现步骤摘要】
一种直流配网故障保护及恢复系统和方法
本专利技术实施例涉及继电保护
，尤其涉及一种直流配网故障保护及恢复系统和方法。
技术介绍
随着风电、光伏发电、储能设备等各类分布式电源的广泛使用，交流配电网面临着巨大的挑战。相较于交流配电网，直流配电网具有可以直接接入分布式新能源的优势，并且在输送容量、供电质量以及线路损耗等方面具有更好的性能，所以在配用电系统中具有广阔的发展前景。直流配电系统网络拓扑结构复杂，支路繁多，且运行方式多样，在发生故障之后，系统内换流器、分布式电源、电容、储能等都会向短路点提供故障电流，造成故障保护选择性差，定位困难，无法实现故障的快速隔离，使得直流配电网故障自愈能力降低。而且直流配电网具有故障难以切除的缺点，由于直流电流没有自然过零点，故障切除时间越早则故障电流便越小，越有利于直流断路器的快速熄弧。现有的直流配电网保护系统中，一般都是采用各支路两端都安装断路器的方式进行故障隔离，但是直流断路器的造价高昂，采用该种连接方式会造成配网系统造价大大增加的问题。目前高压直流保护系统一般采用过流保护和行波保护，由于直流配电系统网络拓扑结构复杂，直流繁多，过流保护难以保证选择性，而由于直流配电网中线路长度较短，行波保护不适用于配电网中。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种直流配网故障保护及恢复系统和方法，以克服现有直流配网故障保护技术中成本高、选择性差、定位困难以及故障难以快速恢复的问题。为实现上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种直流配网故障保护及恢复系统，包括：至少一个配电网，配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与第一负荷开关以及第二负荷开关对应设置的故障检测装置；全桥型换流站与直流母线连接，配电线路的进线端通过第一负荷开关与直流母线连接，配电线路的出线端连接第二负荷开关；全桥型换流站，用于检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至主控站；故障检测装置，用于进行故障判定并发送故障信息至主控站；主控站，用于根据故障信息和全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关和第二负荷开关分断，以及根据接收到的第一负荷开关和第二负荷开关分断完成信号控制恢复供电。进一步地，至少一个配电网包括分布式电源和电力电子变压器，分布式电源与电力电子变压器连接，电力电子变压器通过第三负荷开关与直流母线电连接；电力电子变压器，用于检测到故障时启动设备闭锁，并发送闭锁信号至主控站。进一步地，至少两个配电网之间通过联络开关连接；其中，一配电网的配电线路的出线端连接的第二负荷开关通过联络开关，与另一配电网的配电线路的出线端连接的第二负荷开关连接。第二方面，本专利技术实施例提供了一种直流配网故障保护及恢复方法，该方法应用于直流配网故障保护及恢复系统，该系统包括至少一个配电网，配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与第一负荷开关以及第二负荷开关对应设置的故障检测装置；该方法包括：全桥型换流站检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至主控站；故障检测装置进行故障判定并发送故障信息至主控站；主控站根据故障信息和全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断，并根据第一负荷开关以及第二负荷开关发送的分断完成信号控制恢复供电。进一步地，该方法应用于直流配网故障保护及恢复系统，该系统还包括：至少一个配电网包括分布式电源和电力电子变压器，分布式电源与电力电子变压器连接，电力电子变压器通过第三负荷开关与直流母线电连接；在主控站根据故障信息和全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断之前，还包括：电力电子变压器检测到故障时启动设备闭锁，并发送闭锁信号至主控站；则主控站根据故障信息、全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号、电力电子变压器发送的闭锁信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断。进一步地，该系统包括：至少两个配电网之间通过联络开关连接；其中，一配电网的配电线路的出线端连接的第二负荷开关通过联络开关，与另一配电网的配电线路的出线端连接的第二负荷开关连接；主控站根据第一负荷开关以及第二负荷开关发送的分断完成信号控制恢复供电方法包括：主控站根据接收到的分断完成信号控制联络开关闭合，并控制全桥型换流站以及电力电子变压器恢复供电。进一步地，故障检测装置进行故障判定并发送故障信息至主控站，包括：故障检测装置采集流过第一负荷开关以及第二负荷开关的电流信号；故障检测装置通过过电流启动判据对采集到的电流信号进行故障判定，并启动差动保护判据得到故障判定结果，并发送故障判定结果至主控站；主控站发送各故障检测装置的故障判定结果至与故障检测装置相邻的故障检测装置；故障检测装置进行故障区间定位得到故障信息，并发送故障信息至主控站。进一步地，故障检测装置通过过电流启动判据对采集到的电流信号进行故障判定，并启动差动保护判据得到故障判定结果，包括：将故障检测装置检测到的故障电流与电流保护整定值进行比较；若故障电流大于电流保护整定值时，得到故障判定结果；启动差动保护判据，并将故障判定结果发送至主控站。进一步地，故障检测装置进行故障区间定位得到故障信息，并发送故障信息至主控站，包括：故障检测装置获取到相邻故障检测装置的故障判定结果，进行对比判断，实现故障区间定位；若本地负荷开关与相邻负荷开关的电流方向相同，则判断为区内故障；若本地负荷开关与相邻负荷开关的电流方向相反，则判断为区外故障；将进行故障区间定位得到的故障信息发送至主控站。进一步地，故障信息包括区内故障和区外故障；主控站根据故障信息和全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断包括：若故障信息为区外故障，则主控站控制第一负荷开关以及第二负荷开关不动作；若故障信息为区内故障，且主控站接收到闭锁信号或控零压信号，则主控站控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断。本专利技术实施例提供的直流配网故障保护及恢复系统，包括至少一个配电网，配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与第一负荷开关以及第二负荷开关对应设置的故障检测装置；全桥型换流站与直流母线连接，配电线路的进线端通过第一负荷开关与直流母线连接，配电线路的出线端连接第二负荷开关；全桥型换流站，用于检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至主控站；故障检测装置，用于进行故障判定并发送故障信息至主控站；主控站，用于根据故障信息和全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关和第二负荷开关分断，以及根据接收到的第一负荷开关和第二负荷开关分断完成信号控制恢复供电。本专利技术实施例提供的直流配网故障保护及恢复系统，在直流配网发生故障后可以进行故障区域的快速定位，完成故障的快速清除和隔离，进一步可以实现系统供电的恢复，克服现有直流配网故障保护技术中成本高、选择性差、定位困难以及故障难以快速恢复的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流配网故障保护及恢复系统，其特征在于，包括至少一个配电网，所述配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与所述第一负荷开关以及所述第二负荷开关对应设置的故障检测装置；所述全桥型换流站与所述直流母线连接，所述配电线路的进线端通过所述第一负荷开关与所述直流母线连接，所述配电线路的出线端连接所述第二负荷开关；所述全桥型换流站，用于检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至所述主控站；所述故障检测装置，用于进行故障判定并发送故障信息至所述主控站；所述主控站，用于根据所述故障信息和所述全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制所述第一负荷开关和所述第二负荷开关分断，以及根据接收到的所述第一负荷开关和所述第二负荷开关分断完成信号控制恢复供电。

【技术特征摘要】
1.一种直流配网故障保护及恢复系统，其特征在于，包括至少一个配电网，所述配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与所述第一负荷开关以及所述第二负荷开关对应设置的故障检测装置；所述全桥型换流站与所述直流母线连接，所述配电线路的进线端通过所述第一负荷开关与所述直流母线连接，所述配电线路的出线端连接所述第二负荷开关；所述全桥型换流站，用于检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至所述主控站；所述故障检测装置，用于进行故障判定并发送故障信息至所述主控站；所述主控站，用于根据所述故障信息和所述全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制所述第一负荷开关和所述第二负荷开关分断，以及根据接收到的所述第一负荷开关和所述第二负荷开关分断完成信号控制恢复供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个配电网包括分布式电源和电力电子变压器，所述分布式电源与所述电力电子变压器连接，所述电力电子变压器通过第三负荷开关与所述直流母线电连接；所述电力电子变压器，用于检测到故障时启动设备闭锁，并发送闭锁信号至所述主控站。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少两个配电网之间通过联络开关连接；其中，一所述配电网的配电线路的出线端连接的所述第二负荷开关通过所述联络开关，与另一所述配电网的配电线路的出线端连接的所述第二负荷开关连接。4.一种直流配网故障保护及恢复方法，其特征在于，所述方法应用于直流配网故障保护及恢复系统，所述系统包括至少一个配电网，所述配电网包括全桥型换流站、配电线路、第一负荷开关、第二负荷开关、和与所述第一负荷开关以及所述第二负荷开关对应设置的故障检测装置；所述方法包括：全桥型换流站检测到故障时自动闭锁或控零压，并发送闭锁信号或控零压信号至主控站；故障检测装置进行故障判定并发送故障信息至所述主控站；所述主控站根据所述故障信息和所述全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断，并根据所述第一负荷开关以及第二负荷开关发送的分断完成信号控制恢复供电。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法应用于直流配网故障保护及恢复系统，所述系统还包括：至少一个配电网包括分布式电源和电力电子变压器，所述分布式电源与所述电力电子变压器连接，所述电力电子变压器通过第三负荷开关与所述直流母线电连接；在所述主控站根据所述故障信息和所述全桥型换流站发送的闭锁信号或控零压信号控制第一负荷开关以及第二负荷开关分断之前，还包括：电力电子变压器检测到故障时启动设备闭锁，并发送闭锁信号至所述主控站；则所述主控站...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏伟，刘洋，袁栋，费益军，杨景刚，贾勇勇，陈杰，肖小龙，刘瑞煌，杨騉，司鑫尧，王晨清，陶加贵，刘屿，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32