[发明专利]高压直流输电系统的直流线路故障再启动控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种高压直流输电系统的直流线路故障再启动控制方法及系统，包括：当高压直流输电系统的直流线路存在故障时，进行紧急移相动作；获取紧急移相动作后系统的双极输送功率；根据所述双极输送功率按照预设的控制策略进行再启动控制；本发明能够根据系统情况调整直流线路故障控制保护的逻辑和参数，引入直流实际输送功率作为控制条件，最大限度利用双极功率控制下极间功率转移功能和短时过负荷能力，并引入系统频率限值，与紧急移相的持续时间定值共同作用，在保证系统频率稳定性和与安稳装置正确配合的前提下，提高了直流线路重启动成功的几率。

技术领域

本发明涉及高压直流输电系统故障控制技术领域，并且更具体地，涉及一种高压直流输电系统的直流线路故障再启动控制方法及系统。

背景技术

直流线路故障是直流系统最常见的故障之一。直流线路保护配置有行波保护和电压突变量保护，并设置横差和纵差两个后备保护。

直流行波保护用于检测两站平抗之间的直流线路的故障，通过控制系统清除故障电流后，如果条件允许，在故障清除后恢复功率输送。保护的工作原理和策略：根据波方程理论，电压和电流可以看作以一定幅值和速度传播的前行波与反射波。当线路发生故障时，会产生峰值故障电流，该波会在输电线路上传播，根据波阻抗以及采样的电压与电流值就可以判断出是否发生直流线路故障。它的后备保护有电压突变量保护、直流线路纵差保护、直流低电压保护。

直流线路突变量保护用于检测两站平抗之间的直流线路的故障，通过控制系统清除故障电流后，如果条件允许，在故障清除后恢复功率输送。此保护的原理是如果直流电压的幅值变化及变化率均超过整定值，且电流变化率也超过整定值，则判断为线路故障，将启动直流线路故障恢复顺序。

直流线路纵差保护作为行波保护的后备保护，尤其是对线路高阻抗接地故障，其保护原理为比较本站及对侧站的直流电流，如果大于整定值，将延时跳闸。保护在站间通讯正常时有效，保护延时要考虑站间通讯时延的影响，并与其它直流线路保护配合。

直流线路横差保护用于检测金属回线方式下直流线路接地故障和换流阀接地故障。此保护作为行波保护的后备保护，仅在金属回线运行模式下有效，其保护原理是比较本极线直流电流和另一极线的直流电流，如果大于整定值，将延时跳闸。

当直流线路发生故障时，线路保护动作，要求执行线路故障恢复时序。线路重起逻辑通过要求移相操作，迅速将直流电压降到0，等待故障点去游离时间后，撤销移相命令，系统重新建立到故障前的电流、电压，恢复运行。重起时间、重起后的电压、重起次数可设定。设定值允许为零次(不进行重起操作，直接停运)、一或两次全压再起动，一次降压再起动。每次再启动的去游离时间可以单独设定，但不能超出一个合适的范围(过短造成的无法完成去游离，或者过长导致对系统产生影响)。如果全压再起动次数已达到整定次数，但因绝缘恢复时无法在设定的时间内达到全压水平而未能成功，再启动逻辑会按预先设置的降压参考值进行一次降压再起动。

在故障极紧急移相去游离期间，该极输送功率将全部或部分转移至非故障极。功率转移速度受到极间功率协调控制环节的影响，而功率指令值受到过负荷限制环节的影响。紧急移相结束后，极重起过程中功率恢复速度受到低压限流环节的影响，而非故障极功率下降速度以及功率指令由极间功率协调控制环节决定。

根据运行经验，绝大部分线路故障情况下，可以通过直流线路故障重启动控制逻辑恢复直流输电系统的正常运行。但在某些特殊情形如连续雷击等情况下，直流系统经过几次再启动不成功后将停运直流。

为了避免上述问题的发生和提高直流系统的可利用率，针对弱系统、孤岛等接入系统情况下频率特性与直流的关系，需要对直流线路保护的控制策略进行优化。

发明内容

本发明提出一种高压直流输电系统的直流线路故障再启动控制方法及系统，以解决如何高效快速地解决高压直流输电系统的直流线路故障的问题。