[发明专利]一种换相失败加速保护方法及系统

说明书

本发明公开一种换相失败加速保护方法及系统，属于高压/特高压直流输电领域。该方法包括如下步骤：（1）配置换相失败加速保护双极段、单极段、单层段和单换流器段；（2）配置功率锁存器；（3）采用功率锁存器输出的功率值与对应功率定值和允许最大换相失败次数定值做加速保护逻辑判断，当特定换相失败次数超过定值次数后，换流器输出相应的保护动作信号；（4）根据各换流器中各段保护的动作信号，选择性地执行双极闭锁、单极闭锁、单层闭锁或单换流器闭锁。本发明可以同时实现双极、单极、单层、单换流器发生连续换相失败时的快速保护，达到了及时切除故障换流器，保证电网系统安全稳定运行的目的。

技术领域

本发明涉及一种换相失败加速保护方法及系统，属于高压/特高压直流输电领域。

背景技术

高压/特高压直流输电系统中电网换相换流器（LCC、Line CommutatedConverter）的换相失败问题一直是影响大电网安全运行的重要因素，在当前交直流系统耦合度进一步提高，形成的“强直弱交”格局下显得尤为突出。

随着直流系统容量的提升，单个换流站发生故障时对系统的冲击越来越强。最新投运的±1100kV吉泉特高压直流工程，其双极额定输送容量高达12000MW，若发生单极（或单层）连续换相失败，有功缺额将达到6000MW，远超早期高压直流工程（3000MW）发生双极连续换相失败的功率水平，甚至和以往特高压直流工程（8000MW）发生双极连续换相失败的严重程度相当。而根据现有策略，仅单极（或单层或单换流器）发生连续换相失败时，只能由双桥换相失败保护快速段在2.6s之后动作切除故障，这种大功率下如此长时间的持续换相失败极有可能引发连锁反应，造成整个系统的振荡甚至电网崩溃。

发明内容

本发明提出了一种换相失败加速保护方法及系统，在直流输电系统中，当全部或部分换流器发生连续换相失败时，快速切除故障，保证系统的安全稳定运行。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种换相失败加速保护方法，包括如下步骤：

（1）给控制保护装置设置k个功率定值，将其分为k+1个功率档，并于每一功率档设置相应的允许最大换相失败次数定值；

（2）当直流系统稳定运行时，功率锁存器输出实时更新的双极、单极、单层和单换流器功率值；当直流系统发生扰动时，功率锁存器输出扰动发生前的双极、单极、单层和单换流器功率值，并在扰动期间以及扰动恢复后T时间内一直保持输出功率值不变；

（3）采用功率锁存器输出的功率值与对应功率定值和允许最大换相失败次数定值做加速保护逻辑判断，当累计的特定换相失败次数超过定值次数后，换流器输出相应的保护动作信号；

（4）根据各换流器中各段保护的动作信号，选择性地执行闭锁停运。

步骤（2）中所述T值在0s—1000s之间。

步骤（2）中所述系统稳定运行及扰动恢复的判断方法是：以两次实时功率采样值之差的绝对值作为双极、单极、单层和单换流器功率波动值，功率波动值不大于扰动门槛值△P；步骤（3）中所述系统发生扰动及处于扰动期间的判断方法是：以两次实时功率采样值之差的绝对值作为双极、单极、单层和单换流器功率波动值，功率波动值大于扰动门槛值△P。

所述△P值在0MW—1000MW之间。

所述换相失败加速保护双极段、加速保护单极段、加速保护单层段和加速保护单换流器段，每段保护统一使用双极实时功率采样值之差的绝对值作为功率波动值，或者每段保护取各自对应的实时功率采样值之差的绝对值作为功率波动值。

步骤（3）中所述加速保护判断逻辑为：