[发明专利]风电接入交直流混联电网的800kV HVDC线路保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电领域，具体地，涉及一种考虑大规模风电接入交直流混联电网的±800kV HVDC线路保护系统。

背景技术

目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型风电基地多数位于“三北地区”（西北、东北、华北），大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模风电基地的风电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络潮流的波动，给电网运行安全带来一系列问题。

截至2014年2月，甘肃电网并网风电装机容量已达到702万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的21%，成为仅次于火电的第二大主力电源。随着风电并网规模的不断提高、750kV超高压交流外送线路的投产以及酒泉-株洲±800kV特高压直流外送线路的批复，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地将开创大规模、高集中、远距离、超高压交流与特高压直流联合输送的新能源发展模式。由于大规模风电的波动性，风电系统中引入大量电力电子器件，使得故障时暂态过程更加复杂，这使得继电保护系统所面临的故障特征发生了显著变化。甘肃河西750kV电网作为风电外送通道，除电源具有波动性特征外，由于要采用±800kV特高压直流输电技术，其还具有交直流混联电网的特征，特高压直流输电引入的电力电子装置使得电网输电线路故障暂态过程更为复杂，持续时间更长，谐波含量丰富，将对继电保护带来不可忽略的影响。因此需要对大规模风电接入的交直流混联电网继电保护问题进行深入分析研究，尤其需要研究各电压等级的输电线路的保护配置方案，保障电网安全稳定运行。

发明内容

电网中，±800kV直流输电系统换流站与酒泉750kV变电站相连，一端与湖南电网相连，750kV酒泉变电站有大规模风能接入，由直流故障特征分析可知，直流输电线路故障特征不受电网接入的大规模风能的影响，与传统高压直流输电线路故障特征相同，所以直流输电线路保护方案配置与目前传统直流输电保护配置相同。极设备的保护应当按极独立设置，并配置独立的测量设备；双极的公用设备采用双极保护，每一极均有一套采用独立测量回路的双极保护。

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风电接入交直流混联电网的800kV HVDC线路保护系统，以实现保证电网安全稳定运行的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种风电接入交直流混联电网的800kV HVDC线路保护系统，所述系统配置如下：

主保护配置：采用行波暂态量保护和微分欠压保护；微分欠压保护依靠检测电压微分数值和电压幅值水平实现保护，为直流输电线路的主保护，同时作为行波保护的后备；

后备保护配置：低电压保护和纵联电流差动保护，低电压保护用于切除行波和微分欠压保护未能动作的高阻故障，在电流差动保护之前动作。

进一步的，所述主保护配置，还配置长距离直流输电线路距离保护。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过对800kV线路系统的进行合理的配置，对各个保护阶段的技术方案进行合理分配，达到了在大规模风电接入交直流混联电网的情况下保证电网安全稳定运行的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为±800kV直流输电线路保护跳闸逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种风电接入交直流混联电网的800kV HVDC线路保护系统，系统配置如下：

主保护配置：采用行波暂态量保护和微分欠压保护；微分欠压保护依靠检测电压微分数值和电压幅值水平实现保护，为直流输电线路的主保护，同时作为行波保护的后备；

后备保护配置：低电压保护和纵联电流差动保护，低电压保护用于切除行波和微分欠压保护未能动作的高阻故障，在电流差动保护之前动作。

主保护配置，还配置长距离直流输电线路距离保护。

主保护配置：采用行波暂态量保护和微分欠压保护；微分欠压保护依靠检测电压微分数值和电压幅值水平实现保护，是直流输电线路的主保护，兼做行波保护的后备；优选配置长距离直流输电线路距离保护。

后备保护配置：低电压保护和纵联电流差动保护；低电压保护用于切除行波和微分欠压保护未能动作的高阻故障，在电流差动保护之前动作。

±800kV直流输电线路保护跳闸逻辑如图1所示。