[发明专利]一种基于主动注入的早期故障区段定位方法

说明书

本发明公开了一种基于主动注入的早期故障区段定位方法，首先基于直流电缆的早期故障特征，构建柔性直流系统的早期故障模型表达式；基于所构建的早期故障模型表达式，利用对DC/AC换流器的主动控制，向柔性直流系统主动注入扰动电流；根据注入扰动电流后的早期故障特征，获得早期故障识别判据，并以此制定柔性直流系统的早期故障处理方案。上述方法能够准确识别与定位早期故障区段，并及时隔离故障支路，且具有一定的抗噪能力，为柔性直流配电系统持续可靠运行提供保障。

技术领域

本发明涉及新能源发电并网技术领域，尤其涉及一种基于主动注入的早期故障区段定位方法。

背景技术

柔性直流配电网中由于全控电力电子器件的耐过流能力有限，一旦发生极间短路故障，全网换流器将在极短时间内快速闭锁，导致系统长时间失电，极大的降低了系统的可靠性。为此如何破解直流短路故障带来的系统停运问题成为柔性直流配网保护亟需攻克的难题，现有的直流线路保护研究大多针对直流极间短路故障，利用有限的故障信息进行基于短窗高频量的保护方案设计，以期望通过保护高速出口与直流断路器的选择性跳开，来避免换流器因过流闭锁。可是考虑到直流断路器的动作时间一般为5ms，而换流器在故障后1-2ms内闭锁，这仍然无法解决系统因换流器闭锁而停运的问题。

目前对早期故障的识别与定位方法的研究在交流场景下较多，主要有利用电流的偏移累计量与谐波含量、电压的畸变指数与输入阻抗谱等故障特征来识别早期故障。上述方法所涉及的故障特征与早期故障在工频电压或电流激励下产生的响应有关，故难以在直流场景下应用，并且早期故障特征微弱，使得故障识别判据阈值确定困难。对直流场景下的早期故障进行识别与定位的研究尚不成熟，主要有借助外加并联电容与外设高频注入源实现早期故障的识别与定位；该类主动注入法可靠性高，不足在于需要装设额外设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于主动注入的早期故障区段定位方法，该方法能够准确识别与定位早期故障区段，并及时隔离故障支路，且具有一定的抗噪能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于主动注入的早期故障区段定位方法，所述方法包括：

步骤1、基于直流电缆的早期故障特征，构建柔性直流系统的早期故障模型表达式；

步骤2、基于所构建的早期故障模型表达式，利用对DC/DC换流器的主动控制，向柔性直流系统主动注入扰动电流；

步骤3、根据注入扰动电流后的早期故障特征，获得早期故障识别判据，并以此制定柔性直流系统的早期故障处理方案。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法能够准确识别与定位早期故障区段，并及时隔离故障支路，且具有一定的抗噪能力，为柔性直流配电系统持续可靠运行提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于主动注入的早期故障区段定位方法流程示意图；

图2为本发明所举实例柔性直流配电系统拓扑图；

图3为本发明所举实例主动注入下的早期故障特征波形；

图4为本发明所举实例早期故障识别结果图；

图5为本发明所举实例40dB下的差动电流波形图。

具体实施方式