[发明专利]直流电网站间通信失效时控制本地直流断路器动作的方法

说明书

本发明涉及直流电网站间通信失效时控制本地直流断路器动作的方法，包括以下步骤，实时合成本地线模反行波和本地零模反行波；当故障发生时，判断故障是否为待判断故障；若故障为待判断故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器将直流电流从线路转移至转移支路；当故障发生后，根据时间窗内的熵值判断故障是为区内故障还是为区外故障；若故障为区内故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器执行串入MOA的动作；若故障为区外故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器将直流电流从转移支路转移至线路上。本发明可以在直流电网通信失效且发生区内故障的情况下，仅通过本地测量电气量就实现远端故障的快速切除，不依赖对端信息。

技术领域

本发明涉及直流输电系统继电保护领域，具体涉及直流电网站间通信失效时控制本地直流断路器动作的方法。

背景技术

柔性直流电网采用半桥子模块型MMC作为换流器时，需要考虑直流线路的故障清除问题。直流线路发生故障时故障电流迅速增大，即使闭锁换流站，交流系统也将与绝缘栅双极型晶体管的反向并联二极管构成三相不控整流电路，持续地向故障点馈入极大的故障电流。

传统上，对于柔性直流电网的线路故障采用交流断路器进行隔离，典型的方法如“握手法”：故障发生后首先跳开所有换流站的交流断路器，同时将同一换流站中若干条出线上流过较大电流的直流开关设定为预跳闸状态；在线路电流自然衰减完毕后，再利用检线路有压的原理实现非故障线路的重合闸。优势是对柔直电网故障隔离设备的硬件条件要求低，但由于缺乏可快速清除故障电流的设备，其劣势在于：停电时间长、复电缓慢，且换流器的停运缺乏选择性。

随着直流断路器技术的日趋成熟，其开断电流能力、开断时间等指标都有了显著提高，并逐步走向工程实践，张北四端柔直电网拟采用的直流断路器能够达到353kV/3ms/3kA。目前，依托张北四端直流工程，结合了目前“边界保护”的技术路线，利用多判据融合的方法提高了短窗算法的可靠性，其快速判据包括：直流欠压判据、直流电压行波保护判据、直流电流行波保护判据、雷击干扰识别判据。基于上述原理的“直流电网快速行波保护装置”已经成功研制，其对线路故障的保护动作出口时间小于1.2ms，是一种可行的技术路线。但是，本地保护的保护区远端抗过渡电阻能力大大下降。在通信正常的情况下，仅有对侧保护动作、本地保护未感受到故障存在时，可以依靠通信加速本地保护动作；然而一旦通信失败，本地保护将失去独立动作能力，导致直流线路故障清除的失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供直流电网站间通信失效时控制本地直流断路器动作的方法，可以在直流电网通信失效且发生区内故障的情况下，使得本地保护拥有不依赖对端保护动作信息、对端测量信息的独立故障位置判断能力。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：直流电网站间通信失效时控制本地直流断路器动作的方法，包括以下步骤，

步骤1，实时测量本地保护安装处的正极电压、正极电流、负极电压和负极电流，并通过所述正极电压、所述正极电流、所述负极电压和所述负极电流，实时合成本地线模反行波和本地零模反行波；

步骤2，当故障发生时，分别记录所述本地线模反行波和所述本地零模反行波的达到时刻，并根据所述本地线模反行波和所述本地零模反行波的到达时间差，判断所述故障是否为待判断故障；

步骤3，若所述故障为待判断故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器将直流电流从线路转移至直流断路器的转移支路；

步骤4，当故障发生后，以本地保护感受到所述线模反行波波头的时刻为零时刻，滑动预设的时间窗，并分析所述时间窗内的熵值，且根据所述时间窗内的熵值判断所述故障是为区内故障还是为区外故障；

步骤5，若所述故障为区内故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器执行串入MOA的动作；若所述故障为区外故障时，则立即控制本地保护安装处的直流断路器将直流电流从直流断路器的转移支路转移至线路上。