[发明专利]一种高压直流输电线路单极故障隔离方法

说明书

本发明公开了一种高压直流输电线路单极故障隔离方法，包括以下步骤：1.选取首、末端金属性故障后的整流器、逆变器直流电流和故障电流的特征，确定故障隔离策略的目标函数与约束条件；2.故障隔离策略的目标是首、末端金属性故障后故障电流平均值降低到0；约束有换流器不过流、首端故障后逆变器直流电流不小于0和故障电流下降,目标和约束的自变量都是整流器、逆变器等值电动势,换流器等值电动势在单个20ms内为定值，并逐个20ms时段求取；3.通过首、末端金属性故障的目标和约束条件，求得电动势序列，并得到整流器和逆变器的触发角序列,由高压直流输电系统的控制系统调整整流器和逆变器的触发角分别等于上述得到的触发角，实现故障隔离。

技术领域

本发明涉及高压直流输电技术领域，特别是涉及高压直流输电线路单极故障隔离方法。

背景技术

为高效消纳可再生能源，实现全国范围内资源更加合理、有效的配置，我国(特)高压直流((Ultra)High Voltage Direct Current,(U)HVDC)输电发展迅速、应用广泛。目前，投运的±500kV以上UHVDC系统多基于线路换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)。UHVDC额定电压已发展到± 1100kV，额定容量也逐步上升。在可预见的将来，系统额定容量还会上升，一旦发生线路故障，对电网的冲击极大。另一方面，HVDC送电距离逐步增大，途经的输电走廊环境、气候多样，HVDC线路故障的概率也随之升高。

HVDC的控制手段主要有改变触发角、改变主回路参数以及改变主回路结构。而线路故障的隔离策略主要涉及触发角和主回路结构。HVDC/UHVDC线路故障的隔离方式主要分如下4类：

1)非直接手段类，包括告警与控制系统切换。

2)改变触发角类，包括降电流、移相。

3)改变主回路结构类，包括投入旁通对/禁止投入旁通对、换流器闭锁/ 极闭锁、极隔离。

4)综合类，包括故障重启和紧急停运。

其中，改变触发角类策略最为常用，可及时减轻线路故障的影响，工程中一般通过仿真选取具体触发角数值序列及对应时长，此方法虽可保证换流器不过流，也可通过触发角数值反映线路输送功率情况，但通过人工穷举仿真的效率较低，缺乏能够应对不同直流线路故障隔离的定量依据和方法。

因此希望有一种高压直流输电线路单极故障隔离方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压直流输电线路单极故障隔离方法，通过调控触发角更好地隔离故障。

所述线路单极故障隔离方法包括以下步骤：

步骤一：选取首、末端金属性故障后的整流器、逆变器直流电流和故障电流的特征，确定故障隔离策略的目标函数与约束条件；

步骤二：故障隔离策略的目标是首、末端金属性故障后故障电流平均值降低到0；约束有换流器不过流、首端故障后逆变器直流电流不小于0和故障电流下降,目标和约束的自变量都是整流器、逆变器等值电动势,换流器等值电动势在单个20ms内为定值，并逐个20ms时段求取；

步骤三：通过首、末端金属性故障的目标和约束条件，求得电动势序列，并得到整流器和逆变器的触发角序列,由高压直流输电系统的控制系统调整整流器和逆变器的触发角分别等于上述得到的触发角，实现故障隔离；

所述步骤二中首端金属性故障的数学形式以故障电流均值最小为目标，目标函数为具体表达式由式(1)、(2)的解确定，