CN108429279A - 一种柔性直流输电***的无流保护方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性直流输电***的无流保护方法,包括：判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；当柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值；判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；当端间通信的状态和站控通信的状态为中断状态、有功功率目标值大于所述预设功率值、正极电流小于第一保护门槛值和负极电流小于第二保护门槛值时，触发双端无流保护，保护出口跳闸。本发明还公开了一种柔性直流输电***的无流保护***。采用本发明实施例，消除了因测量异常引起的无流保护误动隐患，降低了直流跳闸风险，保护间的配合也更合理。
Description
技术领域
本发明涉及电力***控制技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电***的无流保护方法和***。
背景技术
柔性直流输电***通常有功率传输模式和statcom(静止同步补偿器)模式两种运行方式。在功率传输模式下，整流侧有正负极直流电压电流测点，由于联接变中性点总是接地，由对称性可得整流侧与逆变侧正、负极实际电压相等。柔性直流输电***的柔直控制主机中，通常设置有对端请求跳闸逻辑，柔直***在功率传输方式下，一侧发生故障跳闸后，该侧的柔直控制主机会将跳闸信号通过站控通信传递给对侧柔直控制主机，请求对侧无延时闭锁换流阀触发脉冲。除此外，还设置有端间紧急跳闸逻辑，一侧发生故障跳闸后，该侧的柔直控制主机会将跳闸信号通过端间通信传递给对侧柔直控制主机，无延时闭锁对侧换流器的触发脉冲并紧急跳闸请求对侧无延时闭锁换流阀触发脉冲。
因此，为防止整流侧与逆变侧控制保护***的端间通信故障时，对侧发生故障后(如换流单元控制***的主***和备用***均失电)无法启动端间紧急跳闸功能，在柔性直流输电***的换流单元控制***中配置了双端无流保护，通过判断换流器的无流运行，从而实现通信故障时两侧均可靠跳闸出口。
现有的柔性直流输电***的判断逻辑为：在柔性直流输电***整流侧与逆变侧端间通信中断、当柔直控制主机检测到正极电流小于保护门槛值(通常为8A)，延时(通常为6s)触发双端无流保护跳闸指令，闭锁本侧换流器的触发脉冲并紧急跳闸。
但是，现有技术中的双端无流保护判断逻辑只采集正极电流而没采集负极电流，如果发生正极电流测量***故障(如采样远端模块故障)，柔直控制主机采集不到正确的正极电流量，误判为正极电流为0，双端无流保护将发生误出口。
其次，整流侧和逆变侧除了通过端间通信外，还包括站控通信，整流侧与逆变侧柔直控制主机的端间通信故障时，虽然发生故障跳闸后无法启动端间紧急跳闸功能，但此时站控通信依然正常，对端请求跳闸逻辑依然能够无延时可靠动作，而无需双端无流保护延时一段时间后再次动作，因此，双端无流保护应在端间和站控通信均中断时起作用，而现有程序判通信中断仅判断端间通信中断，未判站控通信中断，设计不合理。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种柔性直流输电***的无流保护方法和***，消除了因直流输电***测量异常(或测量故障)引起的双端无流保护误动隐患，降低了跳闸风险，提高了双端无流保护的可靠性和柔性直流输电***运行时的稳定性，双端无流保护与端间紧急跳闸、对端跳闸逻辑之间的配合也更加合理。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种，包括：
判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值,并判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
与现有技术相比，本发明公开的一种柔性直流输电***的无流保护方法通过当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。解决了现有技术双端无流保护判断逻辑只采集正极电流而没采集负极电流和现有程序判通讯中断仅判断端间通信通讯中断的问题，消除了因直流输电***测量异常(或测量故障)引起的双端无流保护误动隐患，降低了跳闸风险，提高了双端无流保护的可靠性和柔性直流输电***运行时的稳定性，双端无流保护与端间紧急跳闸、对端跳闸逻辑之间的配合也更加合理。
作为上述方案的改进，所述判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态前，还包括：
设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。
作为上述方案的改进，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一。
作为上述方案的改进，在触发双端无流保护动作后，还包括：
当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，双端无流保护可靠返回。
作为上述方案的改进，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
本发明实施例还提供了一种柔性直流输电***的无流保护***，包括：
通信状态判断单元，用于判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
功率判断单元，用于当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值；
电流判断单元，用于当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
无流保护动作单元，用于当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
与现有技术相比，本发明公开的柔性直流输电***的无流保护***通过当通信状态判断单元判定所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、功率判断单元判定所述有功功率目标值大于所述预设功率值、电流判断单元判定所述正极电流在第一预设时间内小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在第一预设时间内小于所述第二保护门槛值时，无流保护动作单元触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。解决了现有技术双端无流保护判断逻辑只采集正极电流而没采集负极电流和现有程序判通讯中断仅判断端间通信中断的问题，消除了因直流输电***测量异常(测量故障)引起的双端无流保护误动隐患，降低了跳闸风险，提高了双端无流保护的可靠性和柔性直流输电***运行时的稳定性，双端无流保护与端间紧急跳闸、对端跳闸逻辑之间的配合也更加合理。
作为上述方案的改进，所述柔性直流输电***的无流保护***还包括参数设置单元，所述参数设置单元用于设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。
作为上述方案的改进，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一。
作为上述方案的改进，所述柔性直流输电***的无流保护***还包括无流保护返回单元；其中，在所述无流保护动作单元触发双端无流保护动作后，当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，所述无流保护返回单元控制双端无流保护可靠返回。
作为上述方案的改进，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护方法的逻辑图；
图3是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护***的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护方法的流程图；包括：
S1、判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
S2、当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值,并判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
S3、当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
具体的，在步骤S1中判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态前，本发明还包括步骤S10：设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。具体的，所述双端无流跳闸控制字、所述双端无流跳闸矩阵参数和所述保护使能控制字在所述柔性直流输电***的控制主机的程序中投退，用于投入和退出双端无流保护，通常都是投入的。优选的，可以在设定好所述双端无流跳闸控制字所述双端无流跳闸矩阵参数后再设定保护使能控制字。
具体的，在步骤S1中，判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信。
具体的，在步骤S2中，当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值,并判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值。其中，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一，比如所述柔性直流输电***的额定功率为1000MW，则所述柔性直流输电***所允许的最小有功功率目标值(预设功率值)为10MW。优选的，所述预设功率值通常为0.01p.u.，若所述有功功率目标值或有功功率实际值小于柔性直流输电***所允许的最小有功功率目标值，则直流无法解锁运行输送功率，这是双端无流保护动作的最基本条件。优选的，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
具体的，在步骤S3中，参见图2，图2是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护方法的逻辑图。当判定所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态，即此时一侧(整流侧或逆变侧)发生故障跳闸后，该侧的柔直控制主机无法将跳闸信号通过网线通信传递给对侧的柔直控制主机，无法启动端间紧急跳闸功能，所述柔直控制主机为所述柔性直流输电***的控制主机。当所述柔性直流输电***处于解锁状态时，判定所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流一直小于8A以及所述负极电流一直小于8A时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。优选的，所述第一预设时间为6秒。
优选的，图2所示的出口是指双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸；报文是指触发双端无流保护动作后，所述柔性直流输电***的控制主机上报有关保护动作的文字信息。
进一步的，在触发双端无流保护动作后，还包括步骤S4：
当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，双端无流保护可靠返回。优选的，所述第二预设时间为10秒。此时，当所述正极电流在10秒内一直大于8A以及所述负极电流在10秒内一直大于8A时，双端无流保护可靠返回，此时，由于所述柔性直流输电***已经跳闸，因此不再输送功率。
具体实施时，通过当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
与现有技术相比，本发明公开的一种柔性直流输电***的无流保护方法解决了现有技术双端无流保护判断逻辑只采集正极电流而没采集负极电流和现有程序判通讯中断仅判断端间通信通讯中断的问题，消除了因直流输电***测量异常(或测量故障)引起的双端无流保护误动隐患，降低了跳闸风险，提高了双端无流保护的可靠性和柔性直流输电***运行时的稳定性，双端无流保护与端间紧急跳闸、对端跳闸逻辑之间的配合也更加合理。
实施例二
参见图3，图3是本发明实施例提供的一种柔性直流输电***的无流保护***的结构框图；包括：
通信状态判断单元1，用于判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
功率判断单元2，用于当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值；
电流判断单元3，用于当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
无流保护动作单元4，用于当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
优选的，所述柔性直流输电***的无流保护***还包括参数设置单元5，所述参数设置单元5用于设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。具体的，所述双端无流跳闸控制字、所述双端无流跳闸矩阵参数和所述保护使能控制字在所述柔性直流输电***的控制主机的程序中投退，用于投入和退出双端无流保护，通常都是投入的。优选的，可以在设定好所述双端无流跳闸控制字所述双端无流跳闸矩阵参数后再设定保护使能控制字。
具体的，所述通信状态判断单元1判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信。
具体的，当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，所述功率判断单元2判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值,所述电流判断单元3判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值。其中，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一，比如所述柔性直流输电***的额定功率为1000MW，则所述柔性直流输电***所允许的最小有功功率目标值(预设功率值)为10MW。优选的，所述预设功率值通常为0.01p.u.，若所述有功功率目标值或有功功率实际值小于柔性直流输电***所允许的最小有功功率目标值，则直流无法解锁运行输送功率，这是双端无流保护动作的最基本条件。优选的，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
具体的，当所述通信状态判断单元1判定所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态，即此时一侧(整流侧或逆变侧)发生故障跳闸后，该侧的柔直控制主机无法将跳闸信号通过网线通信传递给对侧的柔直控制主机，无法启动端间紧急跳闸功能，所述柔直控制主机为所述柔性直流输电***的控制主机。当所述柔性直流输电***处于解锁状态时，所述功率判断单元2判定所述有功功率目标值大于所述预设功率值、所述电流判断单元3判定所述正极电流在第一预设时间内一直小于所述8A以及所述负极电流在第一预设时间内一直小于8A时，所述无流保护动作单元4延迟第一预设时间后触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。优选的，所述第一预设时间为6秒。
进一步的，所述柔性直流输电***的无流保护***还包括无流保护返回单元6；其中，在所述无流保护动作单元4触发双端无流保护动作后，当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，所述无流保护返回单元6控制双端无流保护可靠返回，此时，由于所述柔性直流输电***已经跳闸，因此不再输送功率。优选的，所述第二预设时间为10秒。此时，当所述正极电流在10秒内一直大于8A以及所述负极电流在10秒内一直大于8A时，双端无流保护可靠返回。
具体实施时，通过当通信状态判断单元1判定所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、功率判断单元2判定所述有功功率目标值大于所述预设功率值、电流判断单元3判定所述正极电流在第一预设时间内小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在第一预设时间内小于所述第二保护门槛值时，无流保护动作单元4触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
与现有技术相比，本发明公开的柔性直流输电***的无流保护***解决了现有技术双端无流保护判断逻辑只采集正极电流而没采集负极电流和现有程序判通讯中断仅判断端间通信中断的问题，消除了因直流输电***测量异常(或测量故障)引起的双端无流保护误动隐患，降低了跳闸风险，提高了双端无流保护的可靠性和柔性直流输电***运行时的稳定性，双端无流保护与端间紧急跳闸、对端跳闸逻辑之间的配合也更加合理。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于柔性直流输电***的无流保护方法，其特征在于，包括：
判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值,并判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
2.如权利要求1所述的基于柔性直流输电***的无流保护方法，其特征在于，所述判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态前，还包括：
设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。
3.如权利要求1所述的基于柔性直流输电***的无流保护方法，其特征在于，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一。
4.如权利要求1所述的基于柔性直流输电***的无流保护方法，其特征在于，在触发双端无流保护动作后，还包括：
当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，双端无流保护可靠返回。
5.如权利要求1或4所述的基于柔性直流输电***的无流保护方法，其特征在于，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
6.一种基于柔性直流输电***的无流保护***，其特征在于，包括：
通信状态判断单元，用于判断端间通信的状态和站控通信的状态是否为中断状态；其中，所述端间通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过光纤通信，所述站控通信指的是所述柔性直流输电***中整流侧和逆变侧通过网线通信；
功率判断单元，用于当所述柔性直流输电***的换流器处于解锁状态时，判断有功功率目标值是否大于所述柔性直流输电***中的预设功率值；
电流判断单元，用于判断正极电流是否小于第一保护门槛值以及负极电流是否小于第二保护门槛值；
无流保护动作单元，用于当所述端间通信的状态和所述站控通信的状态均为中断状态、所述有功功率目标值大于所述预设功率值、在第一预设时间内所述正极电流小于所述第一保护门槛值以及所述负极电流小于所述第二保护门槛值时，触发双端无流保护动作，以使所述柔性直流输电***出口跳闸。
7.如权利要求6所述的基于柔性直流输电***的无流保护***，其特征在于，所述基于柔性直流输电***的无流保护***还包括参数设置单元，所述参数设置单元用于设定所述柔性直流输电***的双端无流跳闸控制字、双端无流跳闸矩阵参数和保护使能控制字。
8.如权利要求6所述的基于柔性直流输电***的无流保护***，其特征在于，所述预设功率值为所述柔性直流输电***中额定功率的百分之一。
9.如权利要求6所述的基于柔性直流输电***的无流保护***，其特征在于，所述柔性直流输电***的无流保护***还包括无流保护返回单元；其中，
在所述无流保护动作单元触发双端无流保护动作后，当所述正极电流在第二预设时间内大于所述第一保护门槛值以及所述负极电流在所述第二预设时间内大于所述第二保护门槛值时，所述无流保护返回单元控制双端无流保护可靠返回。
10.如权利要求6或9所述的基于柔性直流输电***的无流保护***，其特征在于，所述第一保护门槛值为8A，所述第二保护门槛值为8A。
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