监视高压直流输电制造技术

本发明专利技术涉及一种用于监视高压直流输电的方法。在该方法中，预先给定用于高压直流输电的电流强度(I

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监视高压直流输电
本专利技术涉及一种用于监视两个变流器站之间的高压直流输电的方法，以及一种设计用于执行该方法的用于高压直流输电的变流器站。
技术介绍
交流电网之间的电能在远距离上通常以高的直流电压进行传输，因为相对于以交流电压的能量传输，以直流电压的能量传输在远距离上损失较少并且成本更低。这种类型的能量传输被称为经由高压直流输电路径(Hochspannungs-Gleichstrom-路径)的高压直流输电(Hochspannungs-Gleichstrom-)。为了将高压直流输电路径与交流电网连接，在交流电网与高压直流输电路径的端部之间布置有变流器站，在变流器站中进行交流电网的交流电流以及交流电压与高压直流输电的直流电流以及直流电压之间的转换。在此，交流电网与高压直流输电路径之间的能量传输可以单极地、对称单极地或双极地进行。在对称单极的能量传输中以及在双极的能量传输中使用两个极，其中在一个极处存在相对于地电势的正的高压，而在另一个极处存在相对于地电势的负的高电压。在对称单极的能量传输中，两个极通过同一变流器站与交流电网连接，在双极的能量传输中，两个极通过不同的变流器站与交流电网连接。高压直流输电会受到直流故障的影响。例如可能会发生接地故障，在接地故障中高压直流输电的极与地电势连接。此外，在对称单极的高压直流输电中会出现极间故障(Pol-zu-PolFehler)，在极间故障中两个极短路。在这两种情况下，如果变流器站以常规的半桥技术实施，则将高压直流输电的变流器站禁止并且与相应的交流电网分离。为了在这种故障情况下减轻变流器站和其他高压直流输电部件、尤其是输电线的负荷，需要快速识别这样的直流故障，以便能够避免或限制由直流故障引起的损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提出一种用于监视高压直流输电的方法和一种用于高压直流输电的变流器站，其尤其在识别直流故障方面得到了改进。根据本专利技术，该上述技术问题通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求8的特征的变流器站来解决。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求的内容。在根据本专利技术的用于监视两个变流器站之间的高压直流输电的方法中，预先给定用于高压直流输电的电流强度的电流强度阈值，预先给定用于时间间隔的至少一个间隔时长，并且针对每个预先给定的间隔时长预先给定变化阈值，该变化阈值用于在间隔时长的时间间隔内平均的、高压直流输电的电流强度的电流强度变化。针对高压直流输电的每个极确定电流强度，并且针对每个预先给定的间隔时长确定在间隔时长的时间间隔内平均的、电流强度的电流强度变化。针对高压直流输电的每个极，将电流强度的绝对值与预先给定的电流强度阈值进行比较，并且针对每个预先给定的间隔时长，将平均的电流强度变化的绝对值与针对间隔时长预先给定的变化阈值进行比较。如果至少一个极的电流强度的绝对值大于电流强度阈值，或者对于间隔时长，至少一个极的电流强度的平均的电流强度变化的绝对值大于针对该间隔时长预先给定的变化阈值，则推断出直流故障。在此，将极的电流强度理解为在与该极相关联的、高压直流输电的输电线中流动的直流电流的电流强度。相应地，在下文中将极的电流理解为在与该极相关联的、高压直流输电的输电线中流动的直流电流。根据本专利技术的对高压直流输电的每个极的电流强度和电流强度变化的采集和评估有利地可以实现非常快速地识别直流故障，诸如接地故障或极间故障。由此可以非常快速地对直流故障作出反应，以便避免或减少由直流故障引起的损坏，并且减少由直流故障引起的高压直流输电的中断持续时间。特别地，可以无中断地提供无功功率以用于电网稳定，并且减少了由直流故障引起的、针对用于高压直流输电的部件、特别是针对高压直流输电的输电线的电压负荷，由此延长了部件的使用寿命。本专利技术可以实现例如在暂时的直流故障的情况下在小于800ms的中断持续时间之后重新开始有功功率传输。此外，通过减小电压负荷还可以减小用于高压直流输电的输电线的电绝缘的绝缘尺寸。本专利技术的一种设计方案规定，在识别到直流故障的情况下，通过控制与极相关联的变流器站的变流器将每个极的电流调节为零。换言之，在识别到直流故障的情况下，针对高压直流输电的每个极，将与极相关联的变流器站的变流器的调节转变为将极的电流调节为零的电流调节。由此，有利地可以实现在直流故障情况下快速减少故障电流。本专利技术的另外的设计方案规定，在对称单极的高压直流输电的情况下，在将极的电流调节为零之后，对由于直流故障而充电的极进行放电。本专利技术的这种设计方案考虑了，在对称单极的高压直流输电的情况下，对于一个极的接地故障的情况，另一个极会被充电，即，施加到该极的高压的绝对值增加，例如增加到了在无故障运行中两个极之间的电压差的值。因此，本专利技术尤其可以实现识别和处理对称单极的高压直流输电的不对称接地故障。例如，预先给定将极的电流调节为零的调节持续时间，并且由于直流故障而充电的极在调节持续时间结束之后进行放电。调节持续时间例如在100ms至500ms之间。根据本专利技术的、在将极的电流调节为零之后对充电的极进行放电，有利地减小了与充电的极连接的高压直流输电的部件的电压负荷。本专利技术的另外的设计方案规定，针对时间间隔预先给定两个不同的间隔时长。例如，第一间隔时长在100μs与500μs之间，第二间隔时长在500μs与2ms之间。因此，本专利技术的这种设计方案规定了，分开地在两个不同的间隔时长的时间间隔内对针对每个极的电流强度变化取平均并进行评估。由此考虑了，直流故障可以在不同时间标度上引起电流强度变化。对在100μs与500μs之间的时间间隔内平均的电流强度变化的评估可以实现对电流强度的快速变化的识别，这通常在高压直流输电的直流故障的情况下出现。对在500μs与2ms之间的时间间隔内平均的电流强度变化的评估可以实现对电流强度的较慢变化的识别，这通常在高压直流输电的直流故障的情况下出现、尤其是在带有电流强度的符号变换的变化的情况下出现。根据本专利技术的用于高压直流输电的变流器站包括测量装置和控制单元，测量装置被设计为，用于针对高压直流输电的每个极重复采集电流强度和电流强度的电流强度变化，控制单元被设计为，用于针对每个极将电流强度的绝对值与预先给定的电流强度阈值进行比较，并且针对至少一个预先给定的间隔时长，根据极的电流强度的电流强度变化形成在间隔时长的时间间隔内平均的电流强度变化，并且将平均的电流强度变化的绝对值与针对间隔时长预先给定的变化阈值进行比较，并且如果至少一个极的电流强度的绝对值大于电流强度阈值，或者针对间隔时长，至少一个极的电流强度的平均的电流强度变化的绝对值大于针对该间隔时长预先给定的变化阈值，则推断出直流故障。根据本专利技术的变流器站的一种设计方案规定，变流器站的每个变流器被设计为用于建立反向电压，该反向电压抵消了对与该变流器相关联的极的充电。例如，将变流器设计为全桥变流器，或者变流器具有足够数量的设计为全桥的变流器模块。在这种情况下，控制单元特别是被设计为，在识别到直流故障的情况下，通过控制与极相关联的变流器站的变流器将每个极的电流调节为零。根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监视两个变流器站(1，2)之间的高压直流输电的方法，其中，/n-预先给定用于高压直流输电的电流强度(I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于监视两个变流器站(1，2)之间的高压直流输电的方法，其中，
-预先给定用于高压直流输电的电流强度(I1，I2)的电流强度阈值(L1)，
-预先给定用于时间间隔的至少一个间隔时长(T1，T2)，并且针对每个预先给定的间隔时长(T1，T2)预先给定变化阈值(L2，L3)，所述变化阈值用于在所述间隔时长(T1，T2)的时间间隔内平均的、高压直流输电的电流强度(I1，I2)的电流强度变化，
-针对高压直流输电的每个极(7，8)确定电流强度(I1，I2)，并且针对每个预先给定的间隔时长(T1，T2)确定在所述间隔时长(T1，T2)的时间间隔内平均的、电流强度(I1，I2)的电流强度变化，
-针对高压直流输电的每个极(7，8)，将所述电流强度(I1，I2)的绝对值与预先给定的电流强度阈值(L1)进行比较，并且针对每个预先给定的间隔时长(T1，T2)，将所述平均的电流强度变化的绝对值与针对所述间隔时长(T1，T2)预先给定的变化阈值(L2，L3)进行比较，并且
-如果至少一个极(7，8)的电流强度(I1，I2)的绝对值大于所述电流强度阈值(L1)，或者对于间隔时长(T1，T2)，至少一个极(7，8)的电流强度(I1，I2)的平均的电流强度变化的绝对值大于针对所述间隔时长(T1，T2)预先给定的变化阈值(L2，L3)，则推断出直流故障。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在识别到直流故障的情况下，通过控制与极(7，8)相关联的变流器站(1，2)的变流器，将每个极(7，8)的电流调节为零。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，在对称单极的高压直流输电的情况下，在将极(7，8)的电流调节为零之后，由于直流故障而充电的极(7，8)进行放电。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，预先给定将极(7，8)的电流调节为零的调节持续时间，并且由于直流故障而充电的极(7，8)在所述调节持续时间结束之后进行放电。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述调节持续时间在100ms至500ms之间。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，针对时间间隔预先给定两个不同的间隔时长(T1，T2)。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一间隔时长(T1)在100μs与500μs之间，第二间隔时长(T2)在500μs与2ms之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：MB卡拉凯，A洛伦兹，E斯塔希赫，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE