本發(fā)明涉及繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體講涉及一種用于柔性直流電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)方法。

背景技術(shù)：

柔性直流技術(shù)作為一種非常具有應(yīng)用前景的輸電和配電解決方案，與交流輸電相比，其具有輸電容量大、送電距離遠(yuǎn)、功率調(diào)節(jié)靈活、線路走廊窄、電網(wǎng)之間互聯(lián)更為方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，非常適用于遠(yuǎn)距離電能傳輸、分布式能源接入、非同步電網(wǎng)之間互聯(lián)、大城市中心區(qū)域電纜供電及海島供電等領(lǐng)域。

柔性直流系統(tǒng)的直流線路保護(hù)是柔性直流發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一,該技術(shù)主要難點(diǎn)在于故障線路的快速可靠識(shí)別。與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)類似，將行波保護(hù)、微分欠壓保護(hù)應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)直流線路保護(hù)，面臨采樣率要求高、耐受過渡電阻能力弱等問題,而電流差動(dòng)保護(hù)由于沒有考慮電容電流等問題，在任何導(dǎo)致電壓變化的過程中都可能導(dǎo)致誤動(dòng)，為了防止誤動(dòng)，判據(jù)需要較長(zhǎng)的延時(shí)，電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn)并沒有在直流輸電線路中發(fā)揮出來。

因此，針對(duì)目前工程實(shí)際中常見的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式柔性直流系統(tǒng)，可以借鑒傳統(tǒng)直流系統(tǒng)中的邊界保護(hù)思想，利用換流器出口的邊界元件構(gòu)造單端量保護(hù)和雙端量保護(hù)等保護(hù)原理。

柔性直流電網(wǎng)故障恢復(fù)技術(shù)目前分為：1、無直流斷路器，通過切斷交流側(cè)斷路器實(shí)現(xiàn)直流電網(wǎng)的故障隔離，但是會(huì)造成直流電網(wǎng)全部停電，故障點(diǎn)查找難度大，故障恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)；通過具有故障自清除能力換流器來限制和切斷故障電流，以達(dá)到故障清除的效果，但是無法快速切斷故障電流，且對(duì)交流系統(tǒng)造成一定影響；2、有直流斷路器，柔性直流電網(wǎng)安裝直流斷路器后，使其具備選擇性切除故障線路的能力，同時(shí)為故障快速恢復(fù)提供了條件。

但電網(wǎng)故障后電流上升迅速并在柔性電網(wǎng)傳遞，為了防止換流器自身的保護(hù)動(dòng)作，要求柔直電網(wǎng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間小于3ms，而這種要求保護(hù)裝置不易實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明提出一種用于柔性直流電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于柔性直流電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)方法及系統(tǒng)，其方法包括步驟：采集柔直線路的保護(hù)電流；在柔直線路的保護(hù)電流大于預(yù)設(shè)保護(hù)定值時(shí)，發(fā)送動(dòng)作保護(hù)信號(hào)到直流斷路器；接收到動(dòng)作保護(hù)信號(hào)的直流斷路器跳閘。

其方法進(jìn)一步包括：若直流斷路器未接收到線路保護(hù)動(dòng)作信息，則在未接收到線路保護(hù)動(dòng)作信息的直流斷路器的電流大于預(yù)設(shè)的直流斷路器保護(hù)定值時(shí)，未接收到線路保護(hù)動(dòng)作信息的直流斷路器跳閘。

在所述直流斷路器跳閘后，進(jìn)一步包括：對(duì)柔直線路進(jìn)行故障定位，確定直流斷路器間的柔直線路為故障線路或非故障線路。

其的方法進(jìn)一步包括：若柔直線路為非故障線路，則重合非故障線路兩側(cè)的直流斷路器，柔直線路恢復(fù)運(yùn)行；若柔直線路為故障線路，則重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器。

其方法進(jìn)一步包括：在重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器后，若故障仍存在，則故障線路兩側(cè)的直流斷路器再次跳閘，斷開柔直線路。

其快速恢復(fù)系統(tǒng)包括柔直線路保護(hù)器和直流斷路器，柔直線路保護(hù)器包括采集模塊和發(fā)送模塊，其中：采集模塊：用于采集柔直線路的保護(hù)電流；發(fā)送模塊：用于在柔直線路的保護(hù)電流大于預(yù)設(shè)保護(hù)定值時(shí)，發(fā)送動(dòng)作保護(hù)信號(hào)到直流斷路器；接收到動(dòng)作保護(hù)信號(hào)的直流斷路器跳閘。

未接收到線路保護(hù)動(dòng)作信息的直流斷路器用于在自身電流大于預(yù)設(shè)的直流斷路器保護(hù)定值時(shí)跳閘。

其系統(tǒng)進(jìn)一步包括：故障定位模塊，用于在所述直流斷路器跳閘后，對(duì)柔直線路進(jìn)行故障定位，確定直流斷路器間的柔直線路為故障線路或非故障線路。

其系統(tǒng)進(jìn)一步包括：第一執(zhí)行模塊，用于在柔直線路為非故障線路時(shí)，重合非故障線路兩側(cè)的直流斷路器，柔直線路恢復(fù)運(yùn)行；第二執(zhí)行模塊，用于在柔直線路為故障線路時(shí)，重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器。

第二執(zhí)行模塊進(jìn)一步用于在重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器后，若故障仍存在，則控制故障線路兩側(cè)的直流斷路器再次跳閘，斷開柔直線路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明通過柔直電網(wǎng)線路保護(hù)與直流斷路器配合，實(shí)現(xiàn)了柔直電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)。

2、本發(fā)明降低了柔直電網(wǎng)線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的限制，提高了柔直電網(wǎng)的恢復(fù)效率，減少了直流斷路器的動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)了直流斷路器的壽命。

3、本發(fā)明利用線路保護(hù)的動(dòng)作信息及故障定位，進(jìn)行選擇性重合非故障線路，提高了柔直電網(wǎng)線路保護(hù)的可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明故障快速恢復(fù)方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的四端柔直電網(wǎng)的故障示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

柔性直流電網(wǎng)故障快速恢復(fù)方法包括：直流斷路器跳閘、線路保護(hù)故障定位及重合閘三部分，此外還需要柔直電網(wǎng)線路保護(hù)和直流斷路器配合實(shí)現(xiàn)。

如圖1所示的具體步驟：

1、采集柔直線路電流，線路發(fā)生故障后，當(dāng)柔直線路保護(hù)電流I₁>I_set.1，I_set.1為柔直線路保護(hù)定值，柔直線路保護(hù)動(dòng)作并發(fā)送動(dòng)作信息至直流斷路器；

2、直流斷路器收到柔直線路保護(hù)動(dòng)作信息后，直流斷路器跳閘；3、若直流斷路器未收到柔直線路保護(hù)動(dòng)作信息，且直流斷路器電流I₂>I_set.2，I_set.2為柔直斷路器保護(hù)定值，跳開所有滿足I₂>I_set.2的直流斷路器，在直流斷路器跳閘期間，柔直線路保護(hù)進(jìn)行故障定位；

4、先重合非故障線路兩側(cè)直流斷路器，恢復(fù)線路運(yùn)行；后重合故障線路，若故障仍存在，再次跳開線路兩側(cè)直流斷路器，不重合；若故障消失，線路恢復(fù)運(yùn)行。

如圖2所示，若線路1的F處發(fā)生永久性故障，直流斷路器為1-8，線路保護(hù)位于1-8處，如下采用本發(fā)明的方法：

1、F故障后，柔直線路保護(hù)1、2測(cè)量電流I₁>I_set.1，柔直線路保護(hù)1、2將動(dòng)作信息發(fā)送至直流斷路器1、2；

2、若直流斷路器1、2收到柔直線路保護(hù)1、2的動(dòng)作信息，直流斷路器1、2跳閘；

3、若直流斷路器1、2未收到柔直線路保護(hù)1、2的動(dòng)作信息，且直流斷路器1、2、3、4、7、8的測(cè)量電流I₂>I_set.2，直流斷路器5、6的測(cè)量電流I₂<I_set.2，直流斷路器1、2、3、4、7、8跳閘，斷開柔直線路1、2和4，直流斷路器5、6不跳閘；

4、柔直線路保護(hù)在直流斷路器1、2、3、4、7、8跳閘同時(shí)進(jìn)行故障定位，確定故障點(diǎn)位于線路1；重合直流斷路器3、4、7、8，恢復(fù)柔直線路2和4。由于故障為永久性故障，直流斷路器1、2不重合。

現(xiàn)有柔性直流電網(wǎng)恢復(fù)策略為：

1、F故障后，直流斷路器1、2、3、4、7、8的測(cè)量電流I₂>I_set.2，直流斷路器5、6的測(cè)量電流I₂<I_set.2，直流斷路器1、2、3、4、7、8跳閘，斷開柔直線路1、2和4，直流斷路器5、6不跳閘；

2、無選擇性重合直流斷路器，如首先重合直流斷路器1、2，故障仍存在，再次跳開直流斷路器1、2；

3、如最后重合直流斷路器1、2，故障仍存在，再次跳開直流斷路器1、2、3、4、7、8。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種用于柔性直流電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)，下面進(jìn)行說明。

用于柔性直流電網(wǎng)故障的快速恢復(fù)系統(tǒng)可以包括：

其快速恢復(fù)系統(tǒng)包括柔直線路保護(hù)器和直流斷路器，柔直線路保護(hù)器包括采集模塊和發(fā)送模塊，其中：采集模塊：用于采集柔直線路的保護(hù)電流；發(fā)送模塊：用于在柔直線路的保護(hù)電流大于預(yù)設(shè)保護(hù)定值時(shí)，發(fā)送動(dòng)作保護(hù)信號(hào)到直流斷路器；接收到動(dòng)作保護(hù)信號(hào)的直流斷路器跳閘。

未接收到線路保護(hù)動(dòng)作信息的直流斷路器用于在自身電流大于預(yù)設(shè)的直流斷路器保護(hù)定值時(shí)跳閘。

其系統(tǒng)進(jìn)一步包括：故障定位模塊，用于在直流斷路器跳閘后，對(duì)柔直線路進(jìn)行故障定位，確定直流斷路器間的柔直線路為故障線路或非故障線路。

其系統(tǒng)進(jìn)一步包括：第一執(zhí)行模塊，用于在柔直線路為非故障線路時(shí)，重合非故障線路兩側(cè)的直流斷路器，柔直線路恢復(fù)運(yùn)行；第二執(zhí)行模塊，用于在柔直線路為故障線路時(shí)，重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器。

第二執(zhí)行模塊進(jìn)一步用于在重合故障線路兩側(cè)的直流斷路器后，若故障仍存在，則控制故障線路兩側(cè)的直流斷路器再次跳閘，斷開柔直線路。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。