一种用于直流配电网的保护装置及其保护方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种用于直流配电网的保护装置及其保护方法。其中，该直流配电网包括：换流器和多级配电装置，该用于直流配电网的保护装置包括限流模块，其中，换流器的输入端与该直流配电网的供电端电连接；限流模块的输入端与换流器的输出端电连接；第1级配电装置的进线端与限流模块的输出端电连接；限流模块用于在监测到限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态。本发明专利技术实施例提供的技术方案可以改善直流配电网供电的可靠性，避免一处故障，全网瘫痪。

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流配电网的保护装置及其保护方法
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种用于直流配电网的保护装置及其保护方法。
技术介绍
直流配电网在输送容量、可控性及提高供电质量、减小线路损耗、隔离交直流故障以及可再生能源灵活、便捷接入等方面具有比交流配电网更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益。然而直流配电网具有电气距离短、故障弱阻尼的特点。当发生故障时，故障电流迅速上升，远大于正常负荷电流，具有一处故障，全网感受的特征，导致全网瘫痪，无法对故障进行处理。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于直流配电网的保护装置及其保护方法，可改善直流配电网供电的可靠性，避免一处故障，全网瘫痪。第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于直流配电网的保护装置，该直流配电网包括：换流器和多级配电装置，该用于直流配电网的保护装置包括限流模块，其中，换流器的输入端与该直流配电网的供电端电连接；限流模块的输入端与换流器的输出端电连接；每一级配电装置包括进线端和多个配电出线端，第1级配电装置的进线端与限流模块的输出端电连接；任意相邻两级配电装置中，后一级配电装置的进线端与前一级配电装置的配电出线端对应电连接；限流模块用于在监测到限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态；其中，第一预设电流大于第二预设电流，第二预设电流大于第三预设电流，第三预设电流大于第1级配电装置的进线端的额定电流。进一步地，多级配电装置包括1个第1级配电装置和多个第2级配电装置，第n个第2级配电装置的进线端与第1级配电装置的第n个配电出线端电连接，其中，n＝1、2……N，N为第2级配电装置的个数；任一第2级配电装置包括多个第一开关，与第2级配电装置的配电出线端一一对应设置；用于直流配电网的保护装置还包括多个第一过流保护模块，与多个第2级配电装置的第一开关一一对应电连接；任一第一过流保护模块用于当监测到与其对应的配电出线端的电流大于第四预设电流的持续时间达到第一预设时长时，控制对应的第一开关在第二预设时长内断开，第四预设电流小于第三预设电流。进一步地，第1级配电装置还包括多个第二开关，与第1级配电装置的配电出线端一一对应设置；用于直流配电网的保护装置还包括多个第二过流保护模块，与多个第二开关一一对应电连接；任一第二过流保护模块用于当监测到与其对应的配电出线端的电流大于第五预设电流的持续时间达到第三预设时长时，控制对应的第二开关在第四预设时长内断开；其中，第n个第2级配电装置的配电出线端对应的第一过流保护模块的第四预设电流，小于第1级配电装置的第n个配电出线端对应的第二过流保护模块的第五预设电流；第n个第2级配电装置的配电出线端对应的第一过流保护模块的第一预设时长和第二预设时长的和，小于第1级配电装置的第n个配电出线端对应的第二过流保护模块的第三预设时长；第五预设电流小于第二预设电流。进一步地，第1级配电装置还包括第三开关，设置在第1级配电装置的进线端；用于直流配电网的保护装置还包括差动保护模块，与第三开关和多个第二开关电连接，差动保护模块用于当监测到第1级配电装置的进线端的输入电流与多个配电出线端的输出电流的和的差值大于第六预设电流时，控制第三开关在第五预设时长内断开，且控制多个第二开关在第四预设时长内断开。进一步地，用于直流配电网的保护装置还包括第三过流保护模块，与第三开关电连接；第三过流保护模块用于当监测到第1级配电装置的进线端的电压小于第一预设电压且电流大于第七预设电流的持续时间达到第六预设时长时，控制第三开关在第五预设时长内断开；其中，第七预设电流大于第五预设电流，小于第二预设电流；第三预设时长和第四预设时长的和小于第六预设时长。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于本专利技术任意实施例提供的用于直流配电网的保护装置的保护方法，包括：通过限流模块监测限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态。进一步地，当用于直流配电网的保护装置还包括多个第一过流保护模块时，该保护方法还包括：通过任一第一过流保护模块监测与其对应的配电出线端的电流大于第四预设电流的持续时间达到第一预设时长时，控制对应的第一开关在第二预设时长内断开。进一步地，当用于直流配电网的保护装置还包括多个第二过流保护模块时，该保护方法还包括：通过任一第二过流保护模块监测与其对应的配电出线端的电流大于第五预设电流的持续时间达到第三预设时长时，控制对应的第二开关在第四预设时长内断开。进一步地，当用于直流配电网的保护装置还包括差动保护模块时，该保护方法还包括：通过差动保护模块监测第1级配电装置的进线端的输入电流与多个配电出线端的输出电流的和的差值大于第五预设电流时，控制第三开关在第五预设时长内断开，且控制多个第二开关在第四预设时长内断开。进一步地，当用于直流配电网的保护装置还包括第三过流保护模块时，该保护方法还包括：通过第三过流保护模块监测第1级配电装置的进线端的电压小于第一预设电压，且电流大于第七预设电流的持续时间达到第六预设时长时，控制第三开关在第五预设时长内断开。本专利技术实施例的技术方案通过在换流器的输出端设置限流模块，该限流模块在监测到限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态，以使在直流配电网发生故障时，限流模块可以限制故障电流，使得换流器的输出电流上升幅度减小，换流器仍能持续正常运行，待故障被切除后，限流模块停止限流作用，使换流器的输出电流直接流通至多级配电装置，解决了现有技术中直流配电网一旦发生故障，故障电流过大，换流器将故障，或因保护措施启动导致停止运行，致使全网瘫痪，无法对故障进行处理的问题，从而为故障清除和故障恢复提供条件，改善直流配电网供电的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种用于直流配电网的保护装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种直流配电网的故障情形示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网的保护装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种直流配电网的故障情形示意图；图5为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网的保护装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种直流配电网的故障情形示意图；图7为本专利技术实施例提供的又一种直流配电网的故障情形示意图；图8为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网的保护装置的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的又一种直流配电网的故障情形示意图；图10为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网的保护装置的结构示意图；图11为本专利技术实施例提供的一种限流模块的电路结构示意图；图12为本专利技术实施例提供的一种用于直流配电网的保护方法的流程图；图13为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网的保护方法的流程图；图14为本专利技术实施例提供的又一种用于直流配电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于直流配电网的保护装置，其特征在于，该直流配电网包括：换流器和多级配电装置，该用于直流配电网的保护装置包括限流模块，其中，所述换流器的输入端与该直流配电网的供电端电连接；所述限流模块的输入端与所述换流器的输出端电连接；每一级所述配电装置包括进线端和多个配电出线端，第1级配电装置的进线端与所述限流模块的输出端电连接；任意相邻两级配电装置中，后一级配电装置的进线端与前一级配电装置的配电出线端对应电连接；所述限流模块用于在监测到所述限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定所述限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到所述限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制所述限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态；其中，所述第一预设电流大于所述第二预设电流，所述第二预设电流大于所述第三预设电流，所述第三预设电流大于所述第1级配电装置的进线端的额定电流。

【技术特征摘要】
1.一种用于直流配电网的保护装置，其特征在于，该直流配电网包括：换流器和多级配电装置，该用于直流配电网的保护装置包括限流模块，其中，所述换流器的输入端与该直流配电网的供电端电连接；所述限流模块的输入端与所述换流器的输出端电连接；每一级所述配电装置包括进线端和多个配电出线端，第1级配电装置的进线端与所述限流模块的输出端电连接；任意相邻两级配电装置中，后一级配电装置的进线端与前一级配电装置的配电出线端对应电连接；所述限流模块用于在监测到所述限流模块的输出电流大于第一预设电流时，限定所述限流模块的输出电流为第二预设电流，直至监测到所述限流模块的输出电流小于第三预设电流时，控制所述限流模块的输入端和输出端之间呈电流直通状态；其中，所述第一预设电流大于所述第二预设电流，所述第二预设电流大于所述第三预设电流，所述第三预设电流大于所述第1级配电装置的进线端的额定电流。2.根据权利要求1所述的用于直流配电网的保护装置，其特征在于，所述多级配电装置包括1个第1级配电装置和多个第2级配电装置，第n个第2级配电装置的进线端与所述第1级配电装置的第n个配电出线端电连接，其中，n＝1、2……N，N为所述第2级配电装置的个数；任一所述第2级配电装置包括多个第一开关，与所述第2级配电装置的配电出线端一一对应设置；所述用于直流配电网的保护装置还包括多个第一过流保护模块，与所述多个第2级配电装置的第一开关一一对应电连接；任一所述第一过流保护模块用于当监测到与其对应的配电出线端的电流大于第四预设电流的持续时间达到第一预设时长时，控制对应的第一开关在第二预设时长内断开，所述第四预设电流小于所述第三预设电流。3.根据权利要求2所述的用于直流配电网的保护装置，其特征在于，所述第1级配电装置还包括多个第二开关，与所述第1级配电装置的配电出线端一一对应设置；所述用于直流配电网的保护装置还包括多个第二过流保护模块，与所述多个第二开关一一对应电连接；任一所述第二过流保护模块用于当监测到与其对应的配电出线端的电流大于第五预设电流的持续时间达到第三预设时长时，控制对应的第二开关在第四预设时长内断开；其中，所述第n个第2级配电装置的配电出线端对应的第一过流保护模块的第四预设电流，小于所述第1级配电装置的第n个配电出线端对应的第二过流保护模块的第五预设电流；所述第n个第2级配电装置的配电出线端对应的第一过流保护模块的第一预设时长和第二预设时长的和，小于所述第1级配电装置的第n个配电出线端对应的第二过流保护模块的第三预设时长；所述第五预设电流小于所述第二预设电流。4.根据权利要求3所述的用于直流配电网的保护装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞煌，杨景刚，陈庆，袁栋，贾勇勇，刘洋，费益军，车凯，袁宇波，肖小龙，苏伟，王晨清，司鑫尧，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