CN110380441B - 识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法和装置，属于电力***自动化领域。通过计算三相电流的有效值、计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率并将计算得到的数值与预设定值进行比较判定换流变对应的换流阀启动、闭锁或再启动。本发明不依赖直流控保***信号的识别特高压直流闭锁、再启动状态的后备稳控判据，可以准确识别特高压直流闭锁与再启动状态，以弥补现有稳定控制故障判据的不足。
Description
技术领域
本发明属于电力***及其自动化技术领域，更准确地说是涉及一种识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法和装置。
背景技术
随着大容量特高压直流逐步投运，电网“强直弱交”特性日益凸显，交直流耦合作用日益紧密，特别是大容量直流闭锁、再启动的故障状态，引起直流输送功率的速降与波动，对送受端交流电网造成重大冲击，威胁到特高压交直流互联电网的安全稳定运行。
安全稳定控制***是指为了解决一个区域电网的稳定问题而安装在两个或者两个以上的厂站的安全稳定控制装置，经信息信道和通信接口设备联系在一起而组成的***。区域稳定控制***通常由一个主站、若干个子站和若干个终端站的安全稳定控制装置组成。
安全稳定控制装置在电力***发生预先设定的故障后，经过判断和综合决策，采取送端切机、受端切负荷的策略。现有直流闭锁稳控判据通过直流控保***发来的非正常停运信号(ESOF)为基础，辅以事故前后的功率、电流状态，去判断直流是否处于闭锁。
目前工程在用直流闭锁稳控判据均基于直流控保***的信号，如控保***本身故障未发出相关信号导致稳控***拒动，近年来，特高压直流多次出现由于控保***的缺陷导致稳控装置拒动的案例。
发明内容
针对现有技术中直流闭锁稳控判据都是通过直流控保***发来的非正常停运信号(ESOF)为基础，如控保***本身故障未发出相关信号导致稳控***拒动的不足，本发明提出一种不依赖直流控保***信号的识别特高压直流闭锁、再启动状态的后备稳控判据，可以准确识别特高压直流的闭锁及再启动状态，以弥补现有稳定控制故障判据的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
在一方面，本发明提供一种识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，包括：
检测直流换流变网侧的三相电压和三相电流瞬时值；
计算三相电流的有效值；计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率；
当检测到换流变网侧任一相电流瞬时值突变量ΔI大于电流突变量定值ΔIS且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，或检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS并且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，若持续时间超过启动延时tqd则判定换流变对应的换流阀启动；
启动后，若换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的三相电流基波相位角的差值均大于角度断开设定大值DEFδmax或均小于角度断开设定小值DEFδmin，并且满足本条件持续时间超过闭锁短延时定值td1，则判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足以上条件持续时间超过闭锁长延时设定值td2，判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到三相电流连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设定相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过再启动去游离延时确认定值；而后在闭锁长延时定值td2以内检测到三相电流大于或等于闭锁电流定值且持续时间超过再启动去游离延时确认定值，则判定换流变对应的换流阀再启动。
进一步地，启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出闭锁，即判为单极闭锁；在同一个设定的启动周期内，整流侧或逆变侧2个极均判出闭锁，即判为特高压直流双极闭锁。
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出再启动，则判为单极再启动；在同一个设定的启动周期内，整流侧2个极均判出再启动，则判为特高压直流双极再启动。
在另一方面，本发明提供一种识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据装置，包括采样模块、计算模块以及判定模块：
所述采样模块，用于检测直流换流变网侧的三相电压和三相电流瞬时值；
所述计算模块，用于计算三相电流的有效值、计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率；
所述判定模块，用于判定：
当检测到换流变网侧任一相电流瞬时值突变量ΔI大于电流突变量定值ΔIS且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，或检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS并且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，若持续时间超过启动延时tqd则判定换流变对应的换流阀启动；
启动后，若换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的三相电流基波相位角的差值均大于角度断开设定大值DEFδmax或均小于角度断开设定小值DEFδmin，并且满足本条件持续时间超过闭锁短延时定值td1，则判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足以上条件持续时间超过闭锁长延时设定值td2，判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到三相电流连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设定相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过再启动去游离延时确认定值；而后在闭锁长延时定值td2以内检测到三相电流大于或等于闭锁电流定值且持续时间超过再启动去游离延时确认定值，则判定换流变对应的换流阀再启动。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明不依赖直流控保***信号的识别特高压直流闭锁、再启动状态的后备稳控判据，准确识别特高压直流闭锁与再启动状态，为稳控装置正确执行稳控策略提供基础条件，保障电网的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明具体实施例直流闭锁与再启动故障稳控判据测量点示意图。
图2是本发明不依赖直流控保***信号的识别特高压直流闭锁、再启动状态的后备稳控判据逻辑框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
检测直流换流变网侧电气量，即测量点三相电压、三相电流瞬时值。以其中任一换流变为例，装置计算换流变网侧电三相电流有效值IA、IB、IC；三相电流当前时刻基波相位角δA、δB、δC，三相电流前一中断时刻(以周波24点为固定中断采样)基波相位角δAT、δBT、δCT；三相电流(缩小分辨率)当前时刻基波相位角SδA、SδB、SδC，三相电流(缩小分辨率)前一中断时刻(以周波24点为固定中断采样)基波相位角SδAT、SδBT、SδCT；计算换流变有功功率P。具体检测故障的步骤见下：
1、装置检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS(设为投运功率的15％)，或换流变网侧任一相电流变化量ΔI大于电流突变量定值ΔIS(设为投运电流的15％)，且事故前功率P-0.2(200ms前换流变网侧功率)大于投运功率定值PS1，超过启动延时tqd(设为5毫秒)，则判装置启动。
2、启动后，换流变网侧三相电流小于2％的额定电流(2％IN)，且实时功率小于闭锁后功率定值PS2；之后检测到三相电流基波相位角减去前一中断时刻基波相位角差值的绝对值均大于DEFδmax(设为300)或均小于DEFδmin(设为80)，满足以上条件持续时间超过闭锁短延时设定值td1(设为50毫秒)，即判定该换流变对应的换流阀闭锁。
3、启动后，换流变网侧三相电流小于2％的额定电流(2％IN)，且实时功率小于闭锁后功率定值PS2；之后检测到三相电流(缩小分辨率)基波相位角减去前一中断时刻三相电流(缩小分辨率)基波相位角差值的绝对值均大于DEFδmax(设为300)或均小于DEFδmin(设为80)，满足以上条件持续时间超过闭锁长延时设定值td2(设为300毫秒)，即判定该换流变对应的换流阀闭锁。缩小分辨率的三相电流通过三相电流瞬时采样值除以固定整数(本判据取5)得到的商再乘以该固定整数获得。
4、启动后，换流变网侧三相电流小于2％的额定电流(2％IN)，且实时功率小于闭锁后功率定值PS2；之后检测到三相电流(缩小分辨率)基波相位角减去前一中断时刻三相电流(缩小分辨率)基波相位角差值的绝对值均大于DEFδmax(设为300)或均小于DEFδmin(设为80)，满足以上条件持续时间超过5ms，而后在闭锁长延时设定值td2以内检测到三相电流大于或等于2％的额定电流(2％IN)持续时间超过5ms，即判为换流变对应的换流阀再启动。
5、启动后，在同一个启动周期内(设为5s)，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出闭锁，即判为单极闭锁；在同一个启动周期内(设为5s)，整流侧或逆变侧2个极均判出闭锁，即判为特高压直流双极闭锁。
6、启动后，在同一个启动周期内(设为5s)，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出再启动，即判为单极再启动；在同一个启动周期内(设为5s)，整流侧2个极均判出再启动，即判为特高压直流双极再启动。
实施例2：
本发明实施例中提供了识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据装置，包括采样模块、计算模块以及判定模块：
所述采样模块，用于检测直流换流变网侧的三相电压和三相电流瞬时值；
所述计算模块，用于计算三相电流的有效值、计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率；
所述判定模块，用于判定：
当检测到换流变网侧任一相电流瞬时值突变量ΔI大于电流突变量定值ΔIS且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，或检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS并且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，若持续时间超过启动延时tqd则判定换流变对应的换流阀启动；
启动后，若换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的三相电流基波相位角的差值大于角度断开设定大值DEFδmax或小于角度断开设定小值DEFδmin，并且满足本条件持续时间超过闭锁短延时定值td1，则判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值大于角度断开设相位角差值大值DEFδmax或小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过再启动去游离延时确认定值；而后在闭锁长延时定值td2检测到三相电流大于闭锁电流定值且持续时间超过再启动去游离延时确认定值，则判定换流变对应的换流阀再启动。
在以上实施例的基础上，还包括分辨率调整模块，所述分辨率调整模块用于通过三相电流瞬时采样值除以固定整数得到的商再乘以预设固定整数获得缩小分辨率的电流基波相位角。
在以上实施例的基础上，具体实施例还包括闭锁极性及再启动极性判定模块，所述闭锁极性及再启动极性判定模块，用于判定：
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出闭锁，即判为单极闭锁；在同一个设定的启动周期内，整流侧或逆变侧2个极均判出闭锁，即判为特高压直流双极闭锁；
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出再启动，则判为单极再启动；在同一个设定的启动周期内，整流侧2个极均判出再启动，则判为特高压直流双极再启动。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，包括：
检测直流换流变网侧的三相电压和三相电流瞬时值；
计算三相电流的有效值；计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率；
当检测到换流变网侧任一相电流瞬时值突变量ΔI大于电流突变量定值ΔIS且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，或检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS并且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，若持续时间超过启动延时tqd则判定换流变对应的换流阀启动；
启动后，若换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到连续两个中断的特定分辨率的三相电流基波相位角的差值均大于角度断开设定大值DEFδmax或均小于角度断开设定小值DEFδmin，并且满足本条件持续时间超过闭锁短延时定值td1，则判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到三相电流连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设定相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过闭锁长延时设定值td2，判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到三相电流连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设定相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过再启动去游离延时确认定值；而后在闭锁长延时定值td2以内检测到三相电流大于或等于闭锁电流定值且持续时间超过再启动去游离延时确认定值，则判定换流变对应的换流阀再启动。
2.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，包括：
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出闭锁，则判为单极闭锁；在同一个设定的启动周期内，整流侧或逆变侧2个极均判出闭锁，则判为特高压直流双极闭锁。
3.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，包括：
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出再启动，则判为单极再启动；在同一个设定的启动周期内，整流侧2个极均判出再启动，则判为特高压直流双极再启动。
4.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，所述功率突变量定值ΔPS设为投运功率的15％。
5.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，所述电流突变量定值ΔIS设为投运电流的15％。
6.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，闭锁电流定值设为额定电流的2％。
7.根据权利要求1所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据方法，其特征在于，通过三相电流瞬时采样值除以固定整数得到的商再乘以预设固定整数获得缩小分辨率的电流基波相位角。
8.识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据装置，其特征在于，包括采样模块、计算模块以及判定模块：
所述采样模块，用于检测直流换流变网侧的三相电压和三相电流瞬时值；
所述计算模块，用于计算三相电流的有效值、计算预设分辨率的三相电流的当前时刻和前一中断时刻的基波相位角；计算换流变有功功率；
所述判定模块，用于判定：
当检测到换流变网侧任一相电流瞬时值突变量ΔI大于电流突变量定值ΔIS且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，或检测到换流变网侧有功功率变化量ΔP大于功率突变量定值ΔPS并且启动前特定时间的实时功率大于投运功率定值PS1，若持续时间超过启动延时tqd则判定换流变对应的换流阀启动；
启动后，若换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的三相电流基波相位角的差值均大于角度断开设定大值DEFδmax或均小于角度断开设定小值DEFδmin，并且满足本条件持续时间超过闭锁短延时定值td1，则判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，若检测到连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足以上条件持续时间超过闭锁长延时设定值td2，判定该换流变对应的换流阀闭锁；
启动后，若检测到换流变网侧三相电流小于闭锁电流定值，并且实时功率小于闭锁后功率定值PS2，之后若检测到三相电流连续两个中断的特定分辨率的电流基波相位角的差值均大于角度断开设定相位角差值大值DEFδmax或均小于角度断开设定相位角差值小值DEFδmin，满足本条件持续时间超过再启动去游离延时确认定值；而后在闭锁长延时定值td2以内检测到三相电流大于或等于闭锁电流定值且持续时间超过再启动去游离延时确认定值，则判定换流变对应的换流阀再启动。
9.根据权利要求8所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据装置，其特征在于，还包括分辨率调整模块，所述分辨率调整模块用于通过三相电流瞬时采样值除以固定整数得到的商再乘以预设固定整数获得缩小分辨率的电流基波相位角。
10.根据权利要求8所述的识别特高压直流闭锁、再启动状态的稳控判据装置，其特征在于，还包括闭锁极性及再启动极性判定模块，所述闭锁极性及再启动极性判定模块，用于判定：
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出闭锁，即判为单极闭锁；在同一个设定的启动周期内，整流侧或逆变侧2个极均判出闭锁，即判为特高压直流双极闭锁；
启动后，在同一个设定的启动周期内，特高压直流单极对应的高端阀与低端阀均判出再启动，则判为单极再启动；在同一个设定的启动周期内，整流侧2个极均判出再启动，则判为特高压直流双极再启动。
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