[发明专利]柔性直流输配电系统故障判别方法、差动保护方法及装置

说明书

本发明涉及一种柔性直流输配电系统故障判别方法、差动保护方法及装置，其中故障判别方法包括：根据柔性直流输配电系统中要求保护的设备的类型，进行相应的电流采样；若下面的条件均满足，则判定要求保护的设备发生故障，所述条件为：1)连续第一设定值个采样点的各采样电流的差流的绝对值与保护装置程序执行周期的乘积之和大于第一电流设定阈值；2)连续第二设定值个采样点的各采样电流的差流的绝对值均大于第二电流设定阈值。本发明无需经过傅里叶变换提取基波有效值，因此具有更快的故障检测速度，为提供较早的保护出口时间提供了可能，更适应于故障电流发展速度快的柔性直流输配电系统。

技术领域

本发明涉及柔性直流输配电系统故障判别方法、差动保护方法及装置，属于电力电子技术与直流输配电技术领域。

背景技术

采用模块化多电平换流器的柔性直流输电或配电系统，具有不存在换相失败的问题、不需要交直流滤波器、有功无功独立控制等优点。另外，高压大容量直流断路器技术日益成熟，柔性直流输配电具有广阔的发展前景。

然而模块化多电平换流器包含大量的电容器，交直流侧发生故障，都会快速产生很大的故障电流，广泛应用于交直流系统的传统差动保护方法的故障检测时间相对较长，保护出口的时间也相对较迟。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流输配电系统故障判别方法、差动保护方法及装置，用于解决传统差动保护的故障检测速度和保护出口时间相对较慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性直流输配电系统故障判别方法，步骤如下：

根据柔性直流输配电系统中要求保护的设备的类型，进行相应的电流采样；

若下面的条件均满足，则判定要求保护的设备发生故障，所述条件为：

1)连续第一设定值个采样点的各采样电流的差流的绝对值与保护装置程序执行周期的乘积之和大于第一电流设定阈值；

2)连续第二设定值个采样点的各采样电流的差流的绝对值均大于第二电流设定阈值。

进一步的，若要求保护的设备为交流连接线，条件1)和条件2)的表达式为：

其中，I_TV(k)为第k个采样点的变压器阀侧电流，I_CV(k)为第k个采样点的换流器交流出口电流，Δt为保护装置的程序执行周期，Δ1为第一电流设定阈值，Δ2为第二电流设定阈值，N₁和N₂均为正整数。

进一步的，若要求保护的设备为桥臂电抗器，条件1)和条件2)的表达式为：

其中，I_CV(k)为第k个采样点的换流器交流出口电流，I_bp(k)为第k个采样点的上桥臂电流，I_bn(k)为第k个采样点的下桥臂电流，Δt为保护装置的程序执行周期，Δ1为第一电流设定阈值，Δ2为第二电流设定阈值，N₁和N₂均为正整数。

进一步的，若要求保护的设备为换流阀，条件1)和条件2)的表达式为：