故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统。其中，方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；基于电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取输电线路的电压；比较电压和电压阈值之间的大小关系；根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流输电系统。从而能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，保障设备安全，提升直流输电系统安全性，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
故障处理方法、装置和电网换相高压直流输电系统
本专利技术涉及直流输电系统
，具体而言，涉及一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法、一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置和一种电网换相高压直流输电系统。
技术介绍
相比于交流输电技术，直流输电技术具有损耗小、输送距离远、输送容量大、易于控制等优点，得到了快速的发展。现有直流输电系统多采用架空输电线路，输电距离远，但运行环境复杂，故障率高，当发生故障时直流输电系统将短时形成短路，影响功率的传输，并产生巨大的直流故障电流，进而危害电力电子设备的安全运行，由于直流输送容量大，如果故障处理不当还会引发连锁故障、大停电等严重事故，因此直流线路故障后的快速清除和恢复对提高供电可靠性，维持系统稳定性至关重要。LCC-HVDC(电网换相高压直流输电)系统具有故障重启动功能(DC-LineFaultRecoverySequences，DFRS)以快速清除故障并尝试重启，然而在进行重启前，并没有对故障是否消失进行判断，对于永久性故障仍会多次进行重启，对系统造成多次冲击，延长安稳装置动作时间，造成更严重的损失。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法。本专利技术的第二方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理装置。本专利技术的第三方面在于提出了一种电网换相高压直流输电系统。有鉴于此，根据本专利技术的第一方面，提出了一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，直流输电系统包括换流器和连接于换流器的输电线路，处理方法包括：响应于直流输电系统的故障信号，获取输电线路的电流；基于电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取输电线路的电压；比较电压和电压阈值之间的大小关系；根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态；根据故障状态控制直流输电系统。本专利技术提供的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，在线路发生故障后换流器以逆变状态运行，并抽取直流输电系统的故障能量，从而抑制故障电流，以使输电线路的电压、电流降至零，同时考虑到输电系统的误差，若电流下降至电流阈值，则确定换流器已经切断故障电流，并开始计时，等待预设的去游离时长，以保证瞬时性故障下故障点熄弧及绝缘恢复，然后通过电压和电压阈值之间的大小关系判断线路是否再次出现电压，从而识别出直流输电系统的故障状态，具体地，故障状态包括瞬时性故障和永久性故障，根据故障状态确定是否进行重启操作，并以此为依据控制电网换相高压直流输电系统。从而能够在去游离阶段结束之后对故障状态进行识别，仅在瞬时性故障消失后进行重启，永久性故障下执行闭锁顺序，隔离故障线路，实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，有效避免重启于永久性故障造成不必要的冲击和安稳装置的延时动作，保障设备安全，有利于提高系统稳定性和供电可靠性。其中，去游离时长可根据直流输电线路绝缘恢复特征及定电压设定值合理设置。具体地，电网换相高压直流输电系统无需额外设置断路器或故障处理模块。另外，根据本专利技术提供的上述技术方案中的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，进一步地，根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定直流输电系统的故障状态的步骤，具体包括：基于电压大于或等于电压阈值，则开始计时第一时长；基于第一时长大于第一时长阈值，则确定故障状态为瞬时性故障。在该技术方案中，若电压大于或等于电压阈值，记录电压处于大于或等于电压阈值的第一时长，当第一时长大于第一时长阈值，即电压达到电压阈值的持续时间超过第一时长阈值，说明故障已消失，则判断为瞬时性故障，可重启直流电输电系统以恢复正常运行，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，并实现电网换相高压直流输电系统故障自适应重启，便于电网换相高压直流输电系统的暂态稳定，保证供电可靠性。具体地，第一时长阈值为瞬时性故障确认时间，第一时长阈值取{T/12，2ttrans}中的最大值，其中，T为交流电源周期，ttrans为行波从输电线路首端传输到线路末端所需时间。在上述任一技术方案中，进一步地，根据电压和电压阈值之间的大小关系，确定电网换相高压直流输电系统的故障状态的步骤，具体还包括：基于电压小于电压阈值，则开始计时第二时长；基于第二时长大于第二时长阈值，则确定故障状态为永久性故障。在该技术方案中，若电压小于电压阈值，记录电压小于电压阈值的第二时长，当第二时长大于第二时长阈值，即在第二时长阈值的时间内电压仍低于电压阈值，说明故障点仍然存在，则判断为永久性故障，需要闭锁直流电输电系统的故障极，从而利用输电线路出口的电压准确识别线路故障状态，并及时闭锁故障极，有效避免重启于永久性故障对输电系统造成的二次冲击，提升电网换相高压直流输电系统安全性，延长使用寿命。具体地，第二时长阈值为永久性故障确认时间，可根据定电压控制下线路电压从零上升到电压阈值的时间合理设置。在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为逆变侧换流器；获取输电线路的电压的步骤之前，还包括：控制逆变侧换流器进入定电压控制模式。在该技术方案中，在获取输电线路的电压之前，将逆变侧换流器切换至定电压控制模式，从而限制过电压，避免瞬间电压过高损坏换流器，进而保证电网换相高压直流输电系统的安全性和可靠性。在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为整流侧换流器；获取输电线路的电流的步骤之前，还包括：调节整流侧换流器的触发角至第一预设触发角。在该技术方案中，在输电线路发生故障时，由于逆变侧换流器的触发角被限制在90°以上，会维持逆变运行，抽取直流侧故障能量，而整流侧换流器为了转入逆变运行状态，则需要强制移相，使得整流侧换流器的触发角至第一预设触发角，从而抽取直流侧的故障能量，切断直流故障电流，使得输电线路的电压和电流能够降至零，以便于后续根据电压识别故障状态，进而控制电网换相高压直流输电系统合理运行。具体地，第一预设触发角在90°～150°范围内，以使整流侧换流器以逆变运行的同时换流器中的晶闸管处于导通状态。在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为逆变侧换流器；根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统的步骤，具体包括：基于故障状态为瞬时性故障，则控制逆变侧换流器退出定电压控制模式。在该技术方案中，对于逆变侧换流器，在确定故障状态为瞬时性故障后，故障点已被修复，控制逆变侧换流器退出定电压控制模式，从而及时重启换流器，恢复电网换相高压直流输电系统正常运行，保证供电可靠性。在上述任一技术方案中，进一步地，换流器为整流侧换流器；根据故障状态控制电网换相高压直流输电系统的步骤，具体包括：基于故障状态为瞬时性故障，则开始计时第三时长；基于第三时长大于或等于第三时长阈值，调节整流侧换流器的触发角至第二预设触发角。在该技术方案中，对于整流侧换流器，在确定故障状态为瞬时性故障后，故障点已被修复，开始计时第三时长，当第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，所述直流输电系统包括换流器和连接于所述换流器的输电线路，其特征在于，包括：/n响应于所述直流输电系统的故障信号，获取所述输电线路的电流；/n基于所述电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取所述输电线路的电压；/n比较所述电压和电压阈值之间的大小关系；/n根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态；/n根据所述故障状态控制所述直流输电系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，所述直流输电系统包括换流器和连接于所述换流器的输电线路，其特征在于，包括：
响应于所述直流输电系统的故障信号，获取所述输电线路的电流；
基于所述电流下降至电流阈值，则经过去游离时长后获取所述输电线路的电压；
比较所述电压和电压阈值之间的大小关系；
根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态；
根据所述故障状态控制所述直流输电系统。


2.根据权利要求1所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态的步骤，具体包括：
基于所述电压大于或等于所述电压阈值，则开始计时第一时长；
基于所述第一时长大于第一时长阈值，则确定所述故障状态为瞬时性故障。


3.根据权利要求1所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述根据所述电压和所述电压阈值之间的大小关系，确定所述直流输电系统的故障状态的步骤，具体还包括：
基于所述电压小于所述电压阈值，则开始计时第二时长；
基于所述第二时长大于第二时长阈值，则确定所述故障状态为永久性故障。


4.根据权利要求2所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为逆变侧换流器；所述获取所述输电线路的电压步骤之前，还包括：
控制所述逆变侧换流器进入定电压控制模式。


5.根据权利要求2所述的电网换相高压直流输电系统的故障处理方法，其特征在于，所述换流器为整流侧换流器；所述获取所述输电线路的电流的步骤之前，还包括：
调节所述整流侧换流器的触发角至第一预设触发角。

【专利技术属性】
技术研发人员：董新洲，蔡静，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11