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专利号: 2018112369138
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于:利用整流侧触发延迟角和逆变侧触发超前角,在正方向故障时的变化趋势均与反方向故障时的不一致性,构建保护判据,并基于两侧判断信息的交互判断形成保护原理。

2.根据权利要求1所述一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于:所述保护方法包括,单端的保护判据,线路区内故障综合处理逻辑。

3.一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤1:从特高压直流线路两侧保护控制装置,分别得到整流侧触发角指令αr和逆变侧触发角指令βc,其中:整流侧直流电流测量值IdR与电流指令值Iorder相减得电流偏差IRE,IRE经过PI控制环节得到整流侧的触发延迟角指令αr,逆变侧直流电流测量值IdI与Iorder相减得到电流偏差IIE,IIE减去一个电流裕度Imarg后经过PI控制环节得到逆变侧的定电流控制的触发超前角指令βc;

步骤2:根据两侧触发角指令的变化情况,分别针对整流侧和逆变侧构建单侧保护判据;

步骤3:单侧保护的动作状态为“01”状态信息,保护判据成立时通过信道发送至对侧并等待接收对侧的动作信息;

步骤4:两侧动作信息均为“01”,则根据线路故障综合判据得到输电线路发生区内故障,并将判断结果“11”信息送至对侧;

步骤5:依据线路内部故障综合处理逻辑,构成一种新的保护原理,如果判断结果为区内故障或者某侧接收到“11”信息,均直接跳直流断路器或者由直流控制系统关断故障电流。

4.根据权利要求3所述一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于:

所述步骤2中,

整流侧保护判据:

逆变侧保护判据:

式中;αrset为整流侧触发延迟角的整定值,βcset为逆变侧出发超前角的整定值,可以按如下得到:式中:αrmax为整流器在系统正常运行时允许的最大触发延迟角,βcmax为逆变器在系统正常工作时允许的最达触发超前角,|kw|为触发角在正常工作时的波动系数,实际工程中,常小于0.06,整定时取0.06~0.08;krel为可靠系数,为大于1的正数,可取1.1~1.2。

5.根据权利要求3所述一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于:

所述步骤5中,区内故障判据为:

线路内部故障综合处理逻辑如下:整流侧和逆变侧交换保护判据动作的状态信息,基于两侧的状态信息的判断,确定故障;具体步骤是:首先依据本端的保护量触发角,判断本端的保护判据是否成立;若本端的判据成立则启动本端的保护,并将本端的判据成立的信息发送给对端,同时等待对端的信息,如果接受到对端判据成立的信息,则本端的保护动作;

保护原理:此保护方案主要利用整流侧触发延迟角和逆变侧触发超前角,在正方向故障时的变化趋势均与反方向故障时不一致,来构建保护判据,依据线路故障综合处理逻辑,清除故障。

6.根据权利要求3所述一种基于触发角控制特性的高压直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤2中,直流线路不同位置故障时,整流侧触发延迟角αr和逆变侧触发超前角βc的变化情况为:(1)整流侧区外故障:直流线路发生整流侧区外故障时,整流侧和逆变侧的测量到的直流电压和直流电流均快速降低,控制系统进入VDCOL环节,因此电流的指令值Iorder也降低;

由于控制系统工作需要时间,而接地短路后电流会迅速降低,因此直流电流测量值IdR降低的速度较Iorder更快,另外由于定最小限制电流控制的存在,Iorder会比IdR要大,即整流侧电流偏差IRE增大且大于零,同理逆变侧电流偏差IIE增大且大于零;为了提高直流电流,控制系统会提高整流侧的直流电压UdR,降低逆变侧电压UdI,因此会减小整流侧的触发延迟角αr,增大逆变侧的触发超前角βc;

(2)逆变侧区外故障:直流线路发生逆变侧区外故障时,整流侧和逆变侧的测量到的直流电压会快速降低,电流指令值Iorder降低;整流侧和逆变侧测量到的直流电流会短时增大,因此电流测量值IdR和IdI都会大于Iorder,即整流侧电流偏差IRE和逆变侧电流偏差IIE减小且小于零;因此,整流侧控制系统会降低直流电压UdR,逆变侧控制系统提高逆变侧电压UdI,即增大整流侧的触发延迟角αr,减小逆变侧的触发超前角βc;

(3)直流线路区内故障:直流线路发生区内故障时,线路两端测量到的直流电压会快速降低,电流指令值Iorder降低;整流侧测量到的直流电流会短时增大,逆变站测量到的电流会减小,因此整流侧电流测量值IdR会大于Iorder,即整流侧电流偏差IRE减小且小于零,逆变侧电流测量值IdI会小于Iorder,电流偏差IIE增大且大于零;因此,整流侧控制系统会降低整流侧的直流电压UdR,逆变侧控制系统降低逆变侧的直流电压UdI,即增大整流侧的触发延迟角αr,增大逆变侧的触发超前角βc。