[发明专利]柔性直流输电交流连接线区单相接地故障控制保护方法

说明书

本发明公开了柔性直流输电交流连接线区单相接地故障控制保护方法。在柔性直流输电系统变压器阀侧中性点经高阻接地方式下，当交流连接线区发生单相接地故障时，本发明介绍了一种保护配置及其与控制联动隔离故障的方法。本发明采用零序功率差动保护与中性点过流保护配合，快速识别区内故障，避免区外故障的误动，提高多端柔性直流输电系统运行可靠性。同时考虑到交流连接线区发生单相接地故障时零序电流较小，通过投入中性点电阻旁路开关，进一步提高交流连接线区单相接地故障识别的灵敏度。

技术领域

本发明属于电力系统领域，更具体地，涉及柔性直流输电交流连接线区单相接地故障控制保护方法，适用于模块化多电平柔性直流输电控制保护系统。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术是当前电网技术发展的热点。模块化多电平换流器(MMC)的阀臂由多个子模块(SM)组成，通过多个子模块输出电平的叠加输出正弦波信号，具有开关频率降低、损耗低、谐波小等优点，易于拓展至更高电压等级，是目前柔性直流输电研究应用的主要方向。

柔性直流输电系统中，为保证直流母线正负对称性，需要在换流变阀侧或者直流侧设置接地点。目前换流变阀侧中性点经高阻接地为现阶段最优设计，已投运的几个工程项目也多采用这种方式。

柔性直流输电系统交流连接线区包含启动电阻等一次设备，该区域的单相接地故障也是柔性直流输电的典型故障之一。目前文献主要集中于故障限流和可靠闭锁，对于单相接地故障定位的研究较少。

对于双端的柔直系统，任何一侧交流连接线区出现单相接地故障后，两个换流站的中性点均流过故障电流，导致两个换流站的中性点过流均动作，这样的动作行为非常不利于故障的排查和维护。

对于多端柔直系统，任何一侧交流连接线区单相故障均可导致所有换流站中性点过流而闭锁，不利于多端柔直系统的可靠运行。因此研究准确定位交流连接线区单相接地故障的方法将会非常有意义和并具有实用性。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，针对柔性直流交流连接线区单相接地故障特点进行研究，提供一种柔性直流输电系统交流连接线区单相接地故障控制保护方法，柔性直流输电系统变压器阀侧中性点经高阻接地方式下，当交流连接线区发生单相接地故障时，提供了一种保护配置及其与控制联动隔离故障的方法，采用零序功率差动保护与中性点过流保护配合，快速识别区内故障，避免区外故障的误动，提高多端柔性直流输电系统运行可靠性。同时考虑到交流连接线区发生单相接地故障时零序电流较小，通过投入中性点电阻旁路开关，进一步提高交流连接线区单相接地故障识别的灵敏度。

本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了一种柔性直流输电交流连接线区单相接地故障控制保护方法，包括：以各交流连接线区的首端和末端的测点处零序功率构建零序功率差动保护判据，以中性点电流构建中性点过流保护判据，若任一交流连接线区的零序功率差动保护动作，或零序功率差动保护未动作但中性点过流保护动作且满足中性点过流保护动作延时，闭锁本侧直流。

优选地，当任一交流连接线区发生单相接地故障后，其换流站侧的控制保护动作；其它交流连接线区换流站侧的控制保护不动作。

本发明的第二方面提供了一种柔性直流输电交流连接线区单相接地故障控制保护方法，包括以下步骤：

步骤1，在交流连接线区进行交流电压、交流电流采样；

步骤2，以步骤1获得的采样结果进行零序功率计算与判别，若满足零序功率差动保护判据，启动零序功率差动保护；同时，以步骤1获得的采样结果进行中性点过流保护判别；若满足中性点过流保护判据，启动中性点过流保护；

步骤3，判断零序功率差动保护或中性点过流保护是否启动；若判断结果为是，继续执行步骤4；若判断结果为否，则保护动作逻辑返回；