基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法技术

本发明专利技术涉及一种基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法，基于能量储存模块将故障时限流电抗器中储存的不可控能量转化为电容中可控的能量；进而在故障隔离且故障线路去游离后，依靠电容中可控的能量向故障线路主动注入电压脉冲，通过分析电压脉冲在不同故障性质下的行波传播过程，提出基于故障距离的故障性质识别预判剧以及基于反行波极性的故障性质识别判据，两种判据的存在能够在识别故障性质的同时计算故障距离；能量储存模块提供了三种不同的注入电压脉冲幅值并结合基于反行波极性的故障性质识别判据选择注入的电压脉冲幅值，提高自适应重合闸方法的耐受过渡电阻能力

【技术实现步骤摘要】
基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法


[0001]本专利技术属于柔性直流电网保护与控制
，具体涉及一种基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法
。

技术介绍

[0002]在“双碳”目标的推动下，我国构建了以新能源为主体的新型电力系统
。
如何提高电网对大规模可再生能源的并网和消纳能力成为阻碍新型电力系统发展的关键点
。
基于模块化多电平换流器
(modular multilevel converter,MMC)
的柔性直流输电系统凭借其反应速度快
、
可控性好
、
有功与无功解耦控制等优势促进了可再生能源的并网和消纳，成为实现“双碳”目标的优选方案
。
随着柔性直流输电系统输送容量以及输送距离的不断提高，柔性直流输电系统采用架空线路成为电能输送的主流形式
。
然而，架空线路常期暴露于自然环境中，发生故障的概率大大提升
。
当架空线路上发生故障时，配置在架空线路两端的直流断路器
(D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
S1、
设计能量储存模块，所述能量储存模块由剩余电流开关
RCB1、RCB2、RCB3
，二极管组
D1、D2
，晶闸管组
T1、T2
，绝缘栅双极型晶体管及电容
C1、C2、C3
组成，柔性直流输电系统中正负极故障电流方向的不同导致二极管组
D1、
晶闸管组
T1
以及
IGBT
的位置有所不同；
S2、
柔性直流输电系统发生故障时，所述能量储存模块在故障隔离过程与
DCCB
相互配合，工作原理为：假设在
t0时刻，直流线路发生正极接地故障，
1)t0时刻之前：各换流站之间经通流支路
‑
限流电抗器
L
dc
传输功率；
2)t0‑
t1：发生故障后，故障电流经通流支路迅速上升，限流电抗器
L
dc
开始储存故障能量；
3)t1‑
t2：保护装置检测到故障后会给
DCCB
中的负载转移开关一个关断信号；此时，故障电流会迅速转移至换流支路中，限流电抗器
L
dc
继续储存故障能量；
4)t2‑
t3：当
DCCB
中的超快速隔离开关完成分闸后，立即关断换流支路中的
IGBT
阀组，故障电流被迫流入避雷器并由避雷器开始耗散故障能量；此时，闭合
RCB1、RCB3，在避雷器的作用下，储存在限流电抗器
L
dc
中的故障能量通过二极管
D1、D2、RCB1以及
RCB3逐渐转移至电容
C1、C2与
C3中；在此过程中，电容
C1、C2与
C3上的电压不断上升，电容处于充电状态；
5)t3‑
t4：完成故障耗能后，换流站出口处的故障电流下降为零，此时，打开
DCCB
中的隔离开关，实现换流站与故障线路的物理隔离；由于限流电抗器
L
dc
中仍存在一部分的能量，因此
L
dc
继续给电容
C1、C2与
C3充电；电容上的电压达到最大值时预示着能量转移过程的完成，完成能量转移过程后，打开
RCB1以及
RCB3；
6)t4‑
t5：此阶段为故障线路去游离阶段，故障线路完成去游离过程后，可以利用所述能量储存模块进行故障性质的判别，进而实现自适应重合闸；
7)t5之后：利用电容实现自适应重合闸，由于限流电抗器中的能量被电容所储存，因此可以短时导通
IGBT
通过电容向故障线路主动注入电压脉冲，所述能量储存模块中存在三种电容的投入方式，不同的投入方式导致注入的电压脉冲幅值有所不同
。2.
根据权利要求1所述基于能量储存模块的柔性直流输电自适应重合闸方法，其特征在于：所述所述能量储存模块中的三种电容投入方式具体为：导通晶闸管组
T1、
晶闸管组
T2以及
IGBT
，注入的电压脉冲为电容
C1上的电压；导通晶闸管组
T2和
IGBT
，闭合
RCB1和
RCB3，注入的电压脉冲为电容
C1与
C2上的电压之和，也为电容
C1与
C3上的电压之和；导通晶闸管组
T2和
IGBT
，闭合
RCB2，注入的电压脉冲为电容

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓龙，周宁，李永丽，李斌，李博通，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：