[发明专利]一种基于控保协同的环形直流微网单端保护方法

摘要

本发明属于电力系统继电保护领域，涉及一种基于控保协同的环形直流微网单端保护方法，主要包括改变VSC的可控元件晶闸管、VSC出口两侧母线出线始端外加的两组反并联晶闸管组的导通控制策略和单端RL故障测距几个部分。在故障控制阶段，通过改变VSC自身以及外加可控元件的主动控制策略，使直流线路故障电流为零；在保护实施阶段，基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性与电力电子元件的可控性，构建VSC与故障点的唯一回路，然后基于传统R‑L算法即可实现单端无差故障定位，接下来会出现线路电流持续过零，在此基础上，通过快速隔离开关实现故障隔离。

主权项

1.一种基于控保协同的环形直流微网单端保护方法，主要包括改变VSC的可控元件晶闸管、VSC出口两侧母线出线始端外加的两组反并联晶闸管组的导通控制策略和单端RL故障测距几个部分。步骤如下：(1)系统检测到发生极间故障时，保护启动并闭锁系统中各换流器VSC、DC/DC中的IGBT，同时闭锁VSC中的可控元件晶闸管以及VSC出口两侧母线出线始端外加反并联晶闸管组，并将VSC中的混合式限流器投入系统运行；(2)在VSC完成切除所需的时间段内，通过母线差动保护，判断故障是否发生在VSC出口母线处：若是，则在VSC出口两侧线路首端反并联晶闸管闭锁后，打开与VSC出口母线直接相连的两条线路的母线侧的隔离开关；若不是，则在直流线路电流首次过零后，检测VSC出口母线出线始端外加两组晶闸管组闭锁情况：若全部闭锁，则在检测到VSC输出直流电压为正时，解锁VSC母线出线其中一侧反并联晶闸管组以提供故障电流，并将VSC母线出线另一侧反并联晶闸管组一直闭锁；(3)首先通过VSC出口母线除外的其他各母线自身配置的母线差动保护来判断故障是否发生在母线上，若是，则在下个无电流周期内跳开与母线相连线路的快速隔离开关；若不是，则通过保护安装处电流方向来初次筛选故障线路，规定电流方向从母线流向线路为正向，若电流正向则令保护装置启动，并进行单端测距，求出故障距离以区分故障位置；(4)待出线其中一侧故障测距完成后，再次闭锁该侧反并联晶闸管组，在进入下个半个周期后，该侧反并联晶闸管组自然关断；在检测到VSC输出直流电压为正后，解锁出线另一侧反并联晶闸管组，即出线两侧中未被解锁过的一侧，再次重复(3)中的操作过程，待故障线路两端隔离开关全部跳开后，即实现故障隔离。(5)在系统实现故障隔离后，可解锁相应换流器VSC、DC/DC，并恢复供电，故障清除，保护复归。