[发明专利]一种柔性直流电网短路故障性质判别方法及重合闸方法

说明书

本发明公开了一种柔性直流电网短路故障性质判别方法及重合闸方法，判别方法包括：在柔性直流电网中一直流输电线路发生短路故障且该线路的两个直流断路器均开断时，控制该线路输入侧主动型换流器产生交流信号并通过输入端直流断路器的换流支路注入该线路；在该线路上检测故障特征量，并基于不同故障性质对应不同故障特征量响应，对比检测的故障特征量与预设值，判断短路故障性质。本发明在直流短路故障发生且直流断路器开断后控制主动型换流器产生用于直流短路故障性质辨识的交流信号，经直流断路器换流支路注入故障线路，根据不同故障而产生不同响应来判断故障性质，避免直流断路器重合闸于永久性故障，并加快电网在瞬时性故障清除后的恢复速度。

技术领域

本发明属于柔性直流输电领域，更具体地，涉及一种柔性直流电网短路故障性质判别方法及重合闸方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器(Modular multilevel converter，MMC)的柔性直流输电系统以其易拓展、线损小、可快速灵活控制等优势，在区域电网互联、新能源并网外送等方面得到广泛应用。直流电网可灵活地在各个换流站之间分配功率，当某个换流站因故障退出时仍可保持剩余系统的运行；考虑到远距离、大容量输电所存在的成本问题，柔直输电系统常采用架空线路进行大规模功率传输，因此，架空柔直电网是未来直流输电技术发展的必然趋势。由于架空输电线路暴露在空气中，工作条件恶劣，发生瞬时性故障概率较高，因此需配置有效的重启方法，让系统在瞬时性故障消失后重新快速恢复正常运行。

目前工程上通常采用以下重启方法：故障隔离后，先等待线路去游离完成，然后重新解锁换流器或重合闸直流断路器(DC Circuit Breaker,DCCB)，通过判断线路直流电压是否建立，来实现对故障性质的判断。如果直流电压恢复，则证明故障已清除，可以恢复系统的正常运行；如果直流电压无法恢复，则判断为永久性故障。然而，这种重启方法存在一定的盲目性和重启时间选取不当的问题。因为，当重启于永久性故障时会对系统造成二次危害，不利于系统的安全、可靠运行，并且二次开断的技术需求对直流断路器的开断容量以及耗散能量提出了更高要求。

发明内容

本发明提供一种柔性直流电网短路故障性质判别方法及重合闸方法，用以解决现有柔性直流电网的重启方法中因在线路去游离完成后首先通过重合闸来判断线路故障性质而易存在对电网带来二次危害的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种柔性直流电网短路故障性质判别方法，包括：

在柔性直流电网中的一条直流输电线路发生短路故障且该输电线路上的两个直流断路器均开断时，控制该输电线路输入侧的主动型换流器产生交流检测信号并通过输入端的所述直流断路器的换流支路注入该输电线路；

在该输电线路上检测故障特征量，并基于不同故障性质对应不同故障特征量响应，将检测的所述故障特征量与预设值对比，判断得到短路故障性质，完成柔性直流电网短路故障性质的判别。

本发明的有益效果是：本发明是基于主动型MMC信号注入的柔性直流电网短路故障性质判别方法，通过在直流短路故障发生且直流断路器开断后控制主动型换流器产生用于直流短路故障性质辨识的交流信号，经直流断路器换流支路注入至故障线路，根据不同故障性质而产生不同响应，具体的，根据在柔性直流电网在永久性直流短路故障和瞬时性直流短路故障情形下不同的等效电路，通过检测并判断故障特征量的大小，来判断故障性质，避免了故障后首先对直流断路器重合闸而若重合闸与永久性故障的情况，降低了柔性直流电网对于直流断路器开断容量的要求，简化了短路器拓扑的设计，提高柔性直流电网的安全性。

上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述控制该输电线路输入侧的主动型换流器产生交流检测信号，具体为：

控制主动型换流器中的直流电流控制器产生直流调制比信号并在该直流调制比信号上叠加一组交流信号，形成交流检测信号。