[发明专利]一种双极主接线柔性直流电网故障保护方法

说明书

本发明公开一种双极主接线柔性直流电网故障保护方法，首先进行区域划分，将单极区域划分为极保护区，将双极公共区域划分为双极保护区，将正极或负极线路划分为极线保护区，将中性线区域划分为中性线保护区；发生故障时，判断故障发生位置，并根据故障所在区域采用相应的故障处理策略，故障位于极保护区时，将故障极停运；故障位于双极保护区时，将换流站双极停运；故障位于极线保护区时，将故障线路相关的区域停运；故障位于中性线保护区时，将故障隔离，电网继续运行。此种方法根据故障位置对双极主接线柔性直流电网运行的影响程度分为四类故障区域，并提供合适的故障处理策略，保证双极主接线柔性直流电网故障的影响范围尽可能小。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种双极主接线柔性直流电网故障保护方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。随着化石能源的日益枯竭和改善环境压力的日益增加，中国乃至世界均面临着能源结构的战略性调整，大规模开发和利用新能源势在必行。

柔性直流电网是解决新能源并网和消纳的问题的重要技术方向，相对于多端及两端柔性直流输电，柔性直流电网对系统的可靠性要求更高，在系统故障时应快速动作，且隔离故障影响的区域应尽可能小。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种双极主接线柔性直流电网故障保护方法，根据故障位置对双极主接线柔性直流电网运行的影响程度分为四类故障区域，并提供合适的故障处理策略，保证双极主接线柔性直流电网故障的影响范围尽可能小。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种双极主接线柔性直流电网故障保护方法，包括如下步骤：

步骤1，对双极主接线柔性直流电网进行区域划分，将单极区域划分为极保护区，将双极公共区域划分为双极保护区，将正极或负极线路划分为极线保护区，将中性线区域划分为中性线保护区；

步骤2，当双极主接线柔性直流电网发生故障时，判断故障发生位置，并根据故障所在区域采用相应的故障处理策略，具体是：当故障位于极保护区时，将故障极停运；当故障位于双极保护区时，将换流站双极停运；当故障位于极线保护区时，将故障线路相关的区域停运；当故障位于中性线保护区时，将故障隔离，电网继续运行。

当故障位于极线保护区时，还采用极线路保护策略，采用行波保护作为主保护。

当故障位于极线保护区时，还采用极母线保护策略，采用行波差动保护作为主保护。

当故障位于中性线保护区时，还启动中性线路保护动作，采用差动保护作为主保护。

上述中性线路保护动作后，隔离故障的中性线路。

上述中性线路保护动作后，隔离故障的中性线路时，采用拉开故障中性线路两侧的机械式开关来实现。

当故障位于中性线保护区时，还启动中性母线保护动作，采用差动保护作为主保护。

上述中性母线保护动作后，合上换流站的站内接地开关，随后隔离故障的中性母线。

上述中性母线保护动作后，隔离故障的中性母线时，采用拉开中性母线各侧的机械式开关来实现。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：

1)本发明提供的保护分区方法覆盖柔性直流电网的所有可能出现的故障位置，且各分区均对应明确的故障影响程度；

2)本发明提供的保护分区方法将极线和中性线保护区独立划分，便于根据不同故障位置采取合适的故障隔离措施；

3)本发明提供的保护分区方法分区清晰，便于工程实现。