[发明专利]一种用于直流配电网的双端量加速保护方法

说明书

本发明公开的一种用于直流配电网的双端量加速保护方法从速动性角度出发提出满足实际工程对速动性需求的加速保护方案，保护方案由启动判据，重合闸后永久性瞬时性故障判别，永久性故障类型和故障区域识别组成。本文为了降低加速保护第一次造成的误动，提出两次启动判据用于避免稳态和一些非故障情况，有效地提升了选择性，确保直流断路器在故障后1ms快速动作，换流器中电力电子器件不会被破坏且不闭锁。经过300ms去游离延时后，重合直流断路器后识别出是永久性故障后，利用重合后的电压电流故障信息，准确识别出故障类型和故障区域，该加速保护方案有助于完善直流配电工程线路保护。

技术领域

本发明属于直流配电网继电保护技术领域，涉及一种用于直流配电网的双端量加速保护方法。

背景技术

分布式发电和储能技术不断突破，城市直流负荷的快速增加、导致传统配电网的“源、网、荷”发生了翻天覆地的变化，与此同时城市供电走廊的紧缺成为限制扩建交流配电线路的制约因素。中压直流配电网(medium voltage direct current，MVDC)易于实现分布式能源接入，便于和储能配合。相比交流配电网，直流配电网的电能传输效率更高、电能质量更优、损耗更低以及环境污染更小等突出优势，成为解决以上问题的有效手段之一。相比交流配电网，直流配电网是由大量的电力电子器件构成，系统形态发生巨大改变，故障特性也相应发生改变，故障在时空的传播也存在新的特征。直流配电网的直流侧一般呈现欠阻尼状态，当直流侧线路发生故障，短路电流在几个毫秒内可以达到额定电流数倍乃至数十倍，由于换流器内绝缘栅门极晶体管(Insulated Gate Bipolar Translator，IGBT)承受短路电流能力有限，大电流严重威胁IGBT的安全。为了确保直流配电网安全可靠稳定运行，需要研究快速动作的线路保护方案。

发明内容

本发明提供了一种用于直流配电网的双端量加速保护方法，解决了现有直流配电网对保护速动性的要求，可以有效提升故障切除的速度，从而减少故障切除时间。

本发明所采用的技术方案是，一种用于直流配电网的双端量加速保护方法，包括以下步骤：

步骤1、定义电流正方向，规定正极线路的电流正方向是从母线流到线路侧，而负极线路的电流正方向是从线路侧流到母线，规定直流断路器只能在电流方向检测为正方向的时候动作；

并采集功率送端和功率受端保护装置处的电压瞬时值u_pi，u_ni，电流瞬时值i_pi，i_ni；

步骤2、将采集的电流瞬时值i_pi，i_ni和对应的线路末端最大负荷电流i_max进行比较，采集到的电压瞬时值u_pi，u_ni和对应的母线电压 u_bus进行比较。当采集到的电流满足i_pik_INormal*i_max或者i_nik_INormal*i_max；采集到的电流满足u_pik_UNormal*u_bus或者u_nik_UNormal*u_bus；如果电流和电压同时满足以上条件，此时满足第一次启动判据，进入第二次启动判据。

电压电流合理的波动范围主流认为是±5％和±7％。因此为了躲避稳态情况，第一次启动判据设置为电流高出10％，电压低10％。所以本文选取的k_INormal值为1.1，选取的k_UNormal值为0.9，