一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法技术方案

本申请公开了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，通过对检测极的阀组运行方式进行判断后实现阀组电压的获取，同时采集检测极的各个电压测点的电压值，并根据实际电压测点的布置情况进行比较判断，确定各个电压测点的异常情况，根据特高压柔性直流输电系统的实际结构，通过测点替换的方式解决电压测点测量异常的问题，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。的单一测量异常的检测的技术问题。的单一测量异常的检测的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法


[0001]本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法。

技术介绍

[0002]基于晶闸管技术的电网换相换流器的高压直流输电系统(LCC
‑
HVDC)经过40多年的发展，技术已经非常成熟。目前LCC
‑
HVDC广泛应用于远距离大容量输电、异步电网互联等场合。然而LCC
‑
HVDC对所连接交流电网要求较高，无法实现无源运行，运行过程中需要消耗大量无功功率，在一定程度中制约了其进一步发展。
[0003]模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)具有模块化设计、扩展性强、功率四象限灵活运行、交流电压谐波少、占地面积小等优点，近年来在交流电网异步互联、风电场接入等领域得到了广泛的研究和利用。我国已建成的南澳多端柔直输电工程、云南异步联网工程、上海南汇柔直工程、舟山五端柔直、厦门柔直工程、张北柔直电网工程等均采用MMC拓扑结构。
[0004]测量系统是HVDC高压设备与HVDC控制保护系统连接的纽带，为保证HVDC控制保护系统数据的可靠性与完整性，与控制保护的冗余配置对应，每套控制/保护系统都会配置独立的测量回路。然而，受设备可靠性影响，国内已投运的HVDC工程的发生过多次测量系统测量偏差、品质异常事故。测量系统测量偏差、品质异常不仅直接影响到保护系统，还会对直流系统的控制造成影响，从而影响HVDC正常运行。
[0005]直流电压测点参与HVDC系统的直流电压控制，对HVDC系统稳定运行至关重要。对LCC
‑
HVDC而言，当发生直流电压单一测量偏差时，只需进行控制系统切换即可应对；同时，为了防止控制系统不正常的频繁误切换，切换延时往往为秒级。而对于MMC
‑
HVDC，其控制速度和动态响应速度远大于LCC
‑
HVDC，且MMC换流阀更容易受直流电压测量异常的影响。当发生直流电压单一测量偏差时，若MMC
‑
HVDC仍采用切换控制系统的策略，则在控制系统切换完成前(因从测量异常开始到切换完成需要几秒的时间)，在控制系统作用下，异常的直流电压极可能会使MMC换流阀过压，从而导致特高压柔性直流输电系统闭锁。
[0006]目前学术界和工业界已对常规直流直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法开展了一些研究，但对于特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法研究相对较少，且对特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常的应对方法还无专题研究。

技术实现思路

[0007]本申请提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，解决了现有技术主要聚焦常规直流电压测量异常故障定位方法、快速诊断方法，并不适用于特高压柔性直流输电系统的单一测量异常的检测的技术问题。
[0008]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，所述方法包括：
[0009]在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；
[0010]根据所述检测极的电流方向以及所述阀组运行方式，获取所述检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；
[0011]根据所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集所述直流线路侧直流电压测点的第三电压，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压；
[0012]将所述第一电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第五电压；
[0013]若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述第一电压与所述第三电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将所述第一电压与所述第四电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压；
[0014]比较所述第五电压和所述第六电压，或所述第五电压和所述第七电压，将绝对值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；
[0015]若满足所述滞回比较的第一滞回条件，则经过第一预设延时后，生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。
[0016]可选地，所述生成极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：
[0017]当不满足所述滞回比较的第一滞回条件时，经过第二预设延时后，清除所述检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。
[0018]可选地，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：
[0019]采集所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压，所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点的第九电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中高端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中低端换流器设置有阀底直流电压测点，则采集所述低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压；
[0020]若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，将所述第八电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十二电压；
[0021]若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，将所述第八电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十三电压；
[0022]若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中所述高端换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十四电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十五电压；
[0023]若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中所述低端换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十一电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对之后得到第十六电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对
值后得到所述第十五电压；
[0024]若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十四电压；
[0025]若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十五电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，包括：在真双极结构的特高压柔性直流输电系统中，确定检测极的阀组运行方式；根据所述检测极的阀组运行方式，获取所述检测极的运行阀组柔直阀控上送的柔直换流阀三相桥臂子模块电容电压和的平均值对应的阀组电压；根据所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置的直流电压测点，采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压；若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则采集所述直流线路侧直流电压测点的第三电压，否则采集检测极冗余控制系统的极母线直流电压测点的第四电压；将所述第一电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第五电压；若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中设置有直流线路侧直流电压测点，则将所述第一电压与所述第三电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第六电压，否则将所述第一电压与所述第四电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第七电压；比较所述第五电压和所述第六电压，或所述第五电压和所述第七电压，将电压值小的对应电压与预设极母线直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；若满足所述滞回比较的第一滞回条件，则经过第一预设延时后，生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。2.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位之后还包括：当不满足所述滞回比较的第一滞回条件时，经过第二预设延时后，清除所述检测极当前控制系统极母线直流电压测量异常标志位。3.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：采集所述检测极当前控制系统的换流阀间直流电压测点的第八电压，所述检测极冗余控制系统的换流阀间直流电压测点的第九电压，若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则采集高端换流器的阀底直流电压测点的第十电压，采集低端换流器的阀底直流电压测点的第十一电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，将所述第八电压与所述第一电压和所述阀组电压的差进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十二电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，将所述第八电压与所述第二电压和所述阀组电压的和进行做差后，经过一阶低通滤波器再取绝对值得到第十三电压；若所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则将所述第八电压与所述第十电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十四电压，否则将所述第八电压与所述第九电压之差经过一阶低通滤波器再取绝对值后得到第十五电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第
十四电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为高端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十二电压和所述第十五电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十四电压；若所述检测极当前控制系统的换流器为低端换流器，同时所述真双极结构的特高压柔性直流输电系统中各个换流器未设置有阀底直流电压测点，则比较所述第十三电压和所述第十五电压；将电压值小的对应电压与预设换流阀间直流电压测量异常检测阈值进行滞回比较；若满足所述滞回比较的第二滞回条件，则经过第三预设延时后，生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。4.根据权利要求3所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述生成检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位之后还包括：当不满足所述滞回比较的第二滞回条件时，经过第四预设延时后，清除所述检测极当前控制系统换流阀间直流电压测量异常标志位。5.根据权利要求1所述的特高压柔性直流输电系统直流电压测量异常检测方法，其特征在于，所述采集所述检测极当前控制系统的极母线直流电压测点的第一电压以及中性母线电压测点的第二电压之后还包括：将所述第二电压与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦磊，李书勇，郭琦，罗超，林雪华，曾冠铭，刘志江，陈德扬，卢远宏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：