双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法及系统。本发明专利技术的重启动方法包括：第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障的重启动、第一线路或第二线路发生交流线路永久故障的重启动、外线发生瞬时故障的重启动和外线发生永久故障的重启动，交流线路发生故障后，DPFC快速重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值。本发明专利技术可以迅速发挥DPFC优化线路潮流的作用，有效地提升局部电网潮流输送能力，提高电网运行效率与安全稳定性。

【技术实现步骤摘要】
双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法及系统
本专利技术属于分布式潮流控制领域，具体地说一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法及系统。
技术介绍
随着高压直流输电、新能源发电在电网接入规模不断扩大，大容量电源分层接入电网后的潮流控制与新能源灵活消纳问题日益突出，电网运行过程中潮流波动大、分布不均衡现象严重，造成重要及关键供电断面限额偏低，成为电网供电能力制约的瓶颈，同时也造成电网资产运行效率低下。目前解决供电瓶颈及断面超限问题的主要方式有加强电网建设，部分区域探索了统一潮流控制器等应对措施来解决这些问题，均存在建设周期长、投资大、占地大等问题，因此有必要研究提升220kV系统潮流输送能力的新型技术手段，提高电网运行效率与安全稳定性。在输配电网应用DPFC将有效的提升局部电网潮流输送能力，提高电网运行效率与安全稳定性。分布式潮流控制器（DistributedPowerFlowController，DPFC）是一类新型柔性潮流控制装置，可应用于输电网，可分布式地安装于变电站内，具有系统运行优化、均衡优化潮流分布、限制潮流断面过载、抑制功率振荡和次同步谐振的功能。分布式潮流控制器串入输电线路中，通过控制其串入线路的阻抗实现对交流线路潮流的优化控制。由于交流线路出现瞬时故障的概率较高，为保证DPFC能够躲避故障电流对于设备的影响，同时为了确保瞬时故障消失之后DPFC能够迅速发挥优化线路潮流的作用，需要根据故障位置和类型的不同，设计相适应的重启动策略。目前国内外学者还未对分布式潮流控制器的重启动策略方面有过研究，但在统一潮流控制器的重启动策略方面开展了一定研究，研究的重点主要集中在单线运行模式下的重启动策略，并且对于整个重启动过程所需的时间以及重启动过程对旁路开关的要求并未给出设计指导。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法及系统，以确保双线运行模式下的DPFC能够在瞬时故障消失之后重新启动，调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值，迅速发挥DPFC优化线路潮流的作用。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，所述的双线为第一线路和第二线路，第一线路串联第一DPFC，第二线路串联第二DPFC，第一线路和第二线路分别通过交流断路器和隔离刀闸连接至第一交流母线和第二交流母线，所述的重启动方法包括：1)第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障的重启动第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于瞬时故障，重合成功，过流恢复；两个DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；2)第一线路或第二线路发生交流线路永久故障的重启动第一线路或第二线路发生交流线路永久故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳；故障线路DPFC不启动，非故障线路DPFC重启成功，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；3)外线发生瞬时故障的重启动除第一线路和第二线路以外的交流线路发生瞬时故障时，若故障点附近的电源容量大，馈入故障点流过DPFC的短路电流触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致第一DPFC和第二DPFC被旁路，外线故障线路两侧交流断路器跳开；由于瞬时故障，第一线路、第二线路的交流保护不会动作，待故障消失，外线交流断路器重合成功，过流恢复；第一DPFC和第二DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；4)外线发生永久故障的重启动除第一线路和第二线路以外的交流线路发生永久故障，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳，过流恢复，两个DPFC重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值。作为上述技术方案的进一步补充，时隔1.0-1.5s后故障线路两端的交流断路器重合。作为上述技术方案的进一步补充，所述外线发生瞬时故障的重启动，若故障点附近的电源容量小，馈入故障点流过DPFC的短路电流不触发第一DPFC和第二DPFC过流保护动作，在此情况下，先短时调节DPFC输出电压，躲过交流断路器的重合时间之后逐渐将线路潮流恢复至故障发生前的值。作为上述技术方案的进一步补充，所述DPFC的单个子模块包括取能电流互感器、旁路开关KM、双向导通晶闸管TBS和全桥模块，所述的取能电流互感器与全桥模块串联，旁路开关KM、双向导通晶闸管TBS和全桥模块并联。旁路开关KM、双向导通晶闸管TBS主要用于子模块的投入和退出，同时在故障发生时起到保护全桥模块的作用。作为上述技术方案的进一步补充，对于DPFC的子模块，故障发生时，DPFC的控制保护系统同时下发闭锁故障子模块的换流阀、合双向导通晶闸管TBS、合旁路开关KM命令，换流阀首先闭锁，随后双向导通晶闸管TBS导通，接着旁路开关KM合上，最后双向导通晶闸管TBS关断；故障消失后，DPFC重启动，分旁路开关KM，解锁换流阀，若分开旁路开关KM后，交流线路立即又发生故障，为保护换流阀不受损坏，旁路开关KM需具备立即合上的能力。更进一步地，DPFC重启动时对旁路开关KM有快速的“合-分-合”需求，所述“合-分-合”需求的具体时序为：1)t1时刻：交流线路故障发生时合旁路开关KM；2)t2时刻：为躲开交流线路重合闸，旁路开关KM于合上1.5s后分开，DPFC开始重启动；3)t3时刻：若旁路开关KM分开后线路又发生故障，则合旁路开关KM以及双向导通晶闸管BPS，不再重启。再进一步地，t1-t2时间段内DPFC未投入运行，此时若发生线路过载，DPFC无法发挥作用；对于电缆线路不允许过载，仅对短路电流耐受5s有规定，因此将5s作为电缆允许脱离DPFC运行的耐受时间。再进一步地，t2-t1需要控制在1.5s-5s，即DPFC重启时在旁路开关KM合上后1.5s-5s内，DPFC需要恢复运行且将潮流控制至之前的水平，需要旁路开关KM在1.5s-5s内具备“合-分-合”的能力。本专利技术采用的另一种技术方案为：一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动系统，所述的双线为第一线路和第二线路，第一线路串联第一DPFC，第二线路串联第二DPFC，第一线路和第二线路分别通过交流断路器和隔离刀闸连接至第一交流母线和第二交流母线，所述的重启动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，所述的双线为第一线路和第二线路，第一线路串联第一DPFC，第二线路串联第二DPFC，第一线路和第二线路分别通过交流断路器和隔离刀闸连接至第一交流母线和第二交流母线，其特征在于，所述的重启动方法包括：/n1)第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障的重启动/n第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于瞬时故障，重合成功，过流恢复；两个DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；/n2)第一线路或第二线路发生交流线路永久故障的重启动/n第一线路或第二线路发生交流线路永久故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳；故障线路DPFC不启动，非故障线路DPFC重启成功，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；/n3)外线发生瞬时故障的重启动/n除第一线路和第二线路以外的交流线路发生瞬时故障时，若故障点附近的电源容量大，馈入故障点流过DPFC的短路电流触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致第一DPFC和第二DPFC被旁路，外线故障线路两侧交流断路器跳开；由于瞬时故障，第一线路、第二线路的交流保护不会动作，待故障消失，外线交流断路器重合成功，过流恢复；第一DPFC和第二DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；/n4)外线发生永久故障的重启动/n除第一线路和第二线路以外的交流线路发生永久故障，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳，过流恢复，两个DPFC重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，所述的双线为第一线路和第二线路，第一线路串联第一DPFC，第二线路串联第二DPFC，第一线路和第二线路分别通过交流断路器和隔离刀闸连接至第一交流母线和第二交流母线，其特征在于，所述的重启动方法包括：
1)第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障的重启动
第一线路或第二线路发生交流线路瞬时故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于瞬时故障，重合成功，过流恢复；两个DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；
2)第一线路或第二线路发生交流线路永久故障的重启动
第一线路或第二线路发生交流线路永久故障时，第一线路和第二线路同时过流，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳；故障线路DPFC不启动，非故障线路DPFC重启成功，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；
3)外线发生瞬时故障的重启动
除第一线路和第二线路以外的交流线路发生瞬时故障时，若故障点附近的电源容量大，馈入故障点流过DPFC的短路电流触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致第一DPFC和第二DPFC被旁路，外线故障线路两侧交流断路器跳开；由于瞬时故障，第一线路、第二线路的交流保护不会动作，待故障消失，外线交流断路器重合成功，过流恢复；第一DPFC和第二DPFC检测到过流恢复，重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值；
4)外线发生永久故障的重启动
除第一线路和第二线路以外的交流线路发生永久故障，触发第一DPFC和第二DPFC的过流保护动作，导致两个DPFC被旁路，随后故障线路两端的交流断路器跳开，时隔一段时间后故障线路两端的交流断路器重合，由于永久故障，交流断路器重合于故障永跳，过流恢复，两个DPFC重新启动，通过调节DPFC输出电压将线路潮流恢复至故障发生前的值。


2.根据权利要求1所述的一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，其特征在于，时隔1.0-1.5s后故障线路两端的交流断路器重合。


3.根据权利要求1所述的一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，其特征在于，所述外线发生瞬时故障的重启动，若故障点附近的电源容量小，馈入故障点流过DPFC的短路电流不触发第一DPFC和第二DPFC过流保护动作，在此情况下，先短时调节DPFC输出电压，躲过交流断路器的重合时间之后逐渐将线路潮流恢复至故障发生前的值。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，其特征在于，所述DPFC的单个子模块包括取能电流互感器、旁路开关KM、双向导通晶闸管TBS和全桥模块，所述的取能电流互感器与全桥模块串联，旁路开关KM、双向导通晶闸管TBS和全桥模块并联。


5.根据权利要求4所述的一种双线运行模式下分布式潮流控制器的重启动方法，其特征在于，对于DPFC的子模块，故障发生时，DPFC的控制保护系统同时下发闭锁故障子模块换流阀、合双向导通晶闸管TBS、合旁路开关KM命令，换流阀首先闭锁，随后双向导通晶闸管TBS导通，接着旁路开关KM合上，最后双向导通晶闸管TBS关断；故障消失后，DPFC重启动，分旁路开关KM，解锁换流阀，若分开旁路开关KM后，交流线路立即又发生故障，为保护换流阀不受损坏，旁路开关KM需具备立即合上的能力。


6.根据权利要求5所述的一种双线运行模式下分布式潮流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈骞，裘鹏，王松，陆翌，黄晓明，陆承宇，项中明，潘武略，谢浩铠，陈明，戚宣威，李心宇，丁超，郑眉，林进钿，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33