直流故障處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直流故障處理方法和裝置，所述方法應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；所述方法包括：在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器，將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述故障檢測(cè)換流器與直流線路且閉鎖所述故障檢測(cè)換流器；等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值；及當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
【專利說(shuō)明】直流故障處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域的故障檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種直流故障處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性直流輸電采用電壓源型換流器，可以獨(dú)立、快速控制控制有功功率和無(wú)功功率，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制系統(tǒng)頻率和電壓的波動(dòng)，提高并網(wǎng)交流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。模塊化多電平換流器不需要開(kāi)關(guān)器件直接串聯(lián)，并且通過(guò)多電平技術(shù)可以獲得優(yōu)異的諧波性能和損耗性能，在柔性直流輸電領(lǐng)域是一種最有應(yīng)用潛質(zhì)的電壓源換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0003]為了減少直流線路發(fā)生故障的概率，現(xiàn)有的柔性直流輸電工程的傳輸線路一般采用海纜或陸纜進(jìn)行換流站的互聯(lián)，但為了提高直流電壓等級(jí)、節(jié)省輸電線路的造價(jià)，采用架空線路成為一種改進(jìn)方向。當(dāng)直流輸電線路采用架空線時(shí)，雷擊等原因可能導(dǎo)致線路桿塔等的過(guò)電壓擊穿，發(fā)生直流線路瞬時(shí)性短路故障。架空線路接地故障大多數(shù)屬于弧光高阻接地，當(dāng)線路上的電壓較低，不能擊穿故障點(diǎn)時(shí)，故障點(diǎn)將呈現(xiàn)為高阻狀態(tài)，當(dāng)線路上的電壓升高，達(dá)到擊穿電壓時(shí)，故障點(diǎn)被擊穿，很短時(shí)間內(nèi)故障點(diǎn)由高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。在故障點(diǎn)被擊穿的瞬間，線路的分布電容電容會(huì)通過(guò)故障擊穿點(diǎn)放電，放電電流可達(dá)數(shù)百安培，并伴有強(qiáng)烈的振蕩衰減過(guò)程，在電流振蕩的過(guò)零和反向點(diǎn)，線路往往又回復(fù)到高阻狀態(tài)。為維持故障狀態(tài)，必須在故障點(diǎn)被重新?lián)舸┑乃查g，向線路注入足夠大的直流電流，迫使故障點(diǎn)的電流在振蕩衰減期間始終大于零。
[0004]常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中可通過(guò)快速移相重啟的方法對(duì)直流線路瞬時(shí)性故障進(jìn)行檢測(cè)，最快Is以內(nèi)恢復(fù)，但由于換流閥特性的差異該方法不適用于柔性直流輸電系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電系統(tǒng)在直流線路瞬時(shí)性故障后的快速恢復(fù)，首先需要一種有效的檢測(cè)方法在最短的時(shí)間內(nèi)判斷出直流線路的故障類型。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種直流故障處理方法及裝置，能夠快速檢測(cè)出直流故障的故障類型以便快速處理不同類型的直流故障。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明又提供了一種直流故障處理方法，所述方法應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；所述方法包括:
[0008]在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述故障檢測(cè)換流器與直流線路且閉鎖所述故障檢測(cè)換流器；
[0009]等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值；
[0010]當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
[0011]較佳地，
[0012]所述方法還包括:
[0013]當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一；
[0014]當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)；
[0015]當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障；
[0016]當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
[0017]較佳地，
[0018]所述電信號(hào)滿足以下條件至少其中之一時(shí)，確定所述電信號(hào)異常；
[0019]直流電流大于電流定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第一檢測(cè)時(shí)間定值；
[0020]直流電壓小于電壓定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第二檢測(cè)時(shí)間定值；
[0021]直流電壓的絕對(duì)值的變化速率大于第一速率定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第三檢測(cè)時(shí)間定值；
[0022]直流電流的絕對(duì)值的變化速率大于第二速率定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第四檢測(cè)時(shí)間定值；
[0023]直流電壓與直流電流的比值小于阻抗定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第六時(shí)間定值。
[0024]較佳地，
[0025]所述方法還包括:
[0026]當(dāng)所述直流故障為永久故障時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器并停止檢測(cè)。
[0027]較佳地，
[0028]所述方法還包括:
[0029]當(dāng)所述直流故障為瞬時(shí)故障時(shí)，連接所述故障檢測(cè)換流器和交流系統(tǒng)，并解鎖故障檢測(cè)換流器。
[0030]較佳地，
[0031]所述多故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)；
[0032]所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括:
[0033]確定使所述故障檢測(cè)換流器對(duì)外放電需要導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊個(gè)數(shù)N ；
[0034]導(dǎo)通N個(gè)所述儲(chǔ)能子模塊；
[0035]其中，所述N為不大于所述M的正整數(shù)。
[0036]較佳地，
[0037]所述故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)；
[0038]所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括:
[0039]導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊；
[0040]當(dāng)所述直流線路的電壓值小于預(yù)設(shè)耐壓定值且導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)
[0041]所述η為不大于所述M的正整數(shù)。
[0042]較佳地，
[0043]所述故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)；
[0044]所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括:
[0045]導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊；
[0046]當(dāng)導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)；
[0047]所述η為不大于所述M的正整數(shù)。
[0048]較佳地，
[0049]所述儲(chǔ)能子模塊為半橋子模塊、全橋子模塊、類全橋子模塊、嵌位雙子模塊或X型雙子模塊。
[0050]本發(fā)明又提供了一種直流故障處理裝置，所述裝置應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；
[0051]所述裝置包括:
[0052]隔離單元，用于在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述故障檢測(cè)換流器與直流線路且閉鎖所述多電平換流器；
[0053]解鎖單元，用于等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述障檢測(cè)換流器，使所述障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；
[0054]檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值；
[0055]確定單元，用于當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
[0056]較佳地，
[0057]所述檢測(cè)單元，還用于
[0058]當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一；
[0059]所述確定單元，還用于
[0060]當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)；
[0061]當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障；
[0062]當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例中所述的直流故障處理方法及裝置，在不添加換流閥等檢測(cè)元件的情況下，通過(guò)控制故障檢測(cè)換流器、直流線路和交流系統(tǒng)之間的連接關(guān)系，及換流器中儲(chǔ)能子模塊的解鎖和閉鎖來(lái)檢測(cè)直流故障的類型，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)效益高；且由于將交流系統(tǒng)與故障檢測(cè)換流器器和直流電流進(jìn)行了隔離，故障檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生影響；此外，由于無(wú)需引入換流閥等電子設(shè)備，直接通過(guò)向故障檢測(cè)換流器、直流線路和交流系統(tǒng)輸入控制信號(hào)，就能完成檢測(cè)，從而具有檢測(cè)速度快的優(yōu)點(diǎn)，方便快速根據(jù)檢測(cè)出直流故障的故障類型，執(zhí)行故障恢復(fù)等操作。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0064]圖1a為本發(fā)明實(shí)施例所述的直流故障處理方法的流程示意圖之一；
[0065]圖1b為本發(fā)明實(shí)施例所述的直流故障處理方法的流程示意圖之二 ；
[0066]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的多電平換流器的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0067]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖4a為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種類全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070]圖4b為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種類全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0071]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0072]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種嵌位雙子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0073]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種X型雙子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0074]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種柔性直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0075]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種多電平換流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0076]圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的直流故障處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0077]圖11為本發(fā)明實(shí)施例所述的直流故障處理方法的流程示意圖之三。
【具體實(shí)施方式】
[0078]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。
[0079]實(shí)施例一:
[0080]如圖1a所示，本實(shí)施例提供一種直流故障處理方法，所述方法應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；所述方法包括:
[0081]步驟SllO:在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述換流器與直流線路且閉鎖所述故障檢測(cè)換流器；其中，所述故障檢測(cè)換流器為所述柔性直流輸電系統(tǒng)中的多個(gè)所述多電平換流器中的其中一個(gè)，在沒(méi)有發(fā)送直流故障時(shí)，所述故障檢測(cè)換流器和其他多電平換流器一樣正常工作；
[0082]步驟S120:等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述故障檢測(cè)換流器使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；
[0083]步驟S130:檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值；
[0084]步驟S140:當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
[0085]在所述步驟SllO中將所述直流線路與交流系統(tǒng)進(jìn)行隔離，可以通過(guò)連接在直流線路和交流系統(tǒng)之間的開(kāi)關(guān)以及刀閘的斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離，也可以通過(guò)換流器的閉鎖來(lái)進(jìn)行隔離。在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，所述柔性直流輸電系統(tǒng)中還通常包括保護(hù)裝置，通常在出現(xiàn)直流故障時(shí)，所述保護(hù)裝置將迅速檢測(cè)到所述直流故障，并在檢測(cè)到所述直流故障后做出開(kāi)合閘等處理，從而可以迅速知道所述柔性直流輸電系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，從而能快速觸發(fā)本實(shí)施例所述的步驟S110。
[0086]在步驟S120中等待預(yù)設(shè)的熄弧時(shí)間后，所述柔性直流輸電系統(tǒng)中所述換流器或所述直流線路的電壓有所下降，在進(jìn)行換流器的解鎖等動(dòng)作，避免直流故障中的高電壓或電流導(dǎo)致?lián)Q流器的故障。通常所述故障檢測(cè)換流器包括多個(gè)相單元，例如3個(gè)相單元；每一個(gè)相單元均包括至少一個(gè)儲(chǔ)能子模塊；每一個(gè)述儲(chǔ)能子模塊均至少包括一個(gè)儲(chǔ)能子元件，具體如包括至少一個(gè)儲(chǔ)能電容或儲(chǔ)能電感等儲(chǔ)能元件。
[0087]所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器使所述多電平換流器向所述直流線路放電可包括兩個(gè)動(dòng)作:
[0088]第一:先解鎖所述故障檢測(cè)換流器，此時(shí)可能沒(méi)有導(dǎo)通任何一個(gè)儲(chǔ)能子模塊；
[0089]第二:逐步增加所述故障檢測(cè)換流器中的存儲(chǔ)子模塊導(dǎo)通的個(gè)數(shù)，最終使所述換流器對(duì)直流線路供電，使所述故障檢測(cè)換流器對(duì)外逐步供電
[0090]所述儲(chǔ)能元件在所述故障檢測(cè)換流器正常工作時(shí)，存儲(chǔ)有電能；在本實(shí)施例中解鎖后導(dǎo)通至少一個(gè)所述儲(chǔ)能子模塊，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電。
[0091]在解鎖所述換流器之后，導(dǎo)通的所述儲(chǔ)能子模塊可以來(lái)自同一個(gè)相單元，也可以來(lái)自不同的相單元。在解鎖故障檢測(cè)換流器時(shí)導(dǎo)通的相單元的個(gè)數(shù)為I到Nmset ;所述Nmset為所述多電平換流器的包括的相單元的總個(gè)數(shù)。
[0092]具體的如所述換流器包括3個(gè)相單元時(shí)，所述Nmset = 3 ;當(dāng)所述故障檢測(cè)換流器包括5個(gè)相單元時(shí)，所述Nmset = 5。在本實(shí)施例中所述故障檢測(cè)換流器優(yōu)選為模塊化多電平換流器。
[0093]如圖2所示為本實(shí)施例中所述的故障檢測(cè)換流器的一種具體結(jié)構(gòu)，該故障檢測(cè)換流器為模塊化多電平換流器；在圖2中，所述模塊化多電平換流器包含第一直流端點(diǎn)6和第二直流端點(diǎn)7用于連接直流網(wǎng)絡(luò)，以及一個(gè)交流端點(diǎn)5用于連接交流網(wǎng)絡(luò)，第一直流端點(diǎn)6和交流端點(diǎn)5之間由電抗器2和級(jí)聯(lián)的儲(chǔ)能子模塊I串聯(lián)組成相單元的上橋臂3，交流端點(diǎn)5和第二直流端點(diǎn)7之間由電抗器2和級(jí)聯(lián)的儲(chǔ)能子模塊I串聯(lián)組成相單元的下橋臂4。
[0094]其中，本實(shí)施例中所述的直流線路是通過(guò)第一直流端點(diǎn)6或第二直流端點(diǎn)5與所述換流器相連的；所述交流系統(tǒng)是通過(guò)所述交流端點(diǎn)5與所述換流器相連。
[0095]在步驟S120中所述熄弧時(shí)間Tmsetl的時(shí)間可以根據(jù)直流線路的絕緣強(qiáng)度來(lái)設(shè)定，通常一般的柔性直流輸電系統(tǒng)的取值范圍可以是Ims到1s之間的任意一個(gè)值，具體如5s0
[0096]在所述多電平換流器對(duì)直流線路放電之后，檢測(cè)所述直流線路的電壓值，此時(shí)，檢測(cè)出的電流值應(yīng)該是正常的電壓值故在步驟S140中，將所述檢測(cè)電壓值與耐壓定值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)電壓值大于所述耐壓定值時(shí)檢測(cè)持續(xù)時(shí)間，并將持續(xù)時(shí)間與耐壓時(shí)間定值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)電壓大于所述耐壓定值，且所述持續(xù)時(shí)間大于所述耐壓時(shí)間定值時(shí)，可確定出所述直流故障盡是瞬時(shí)故障。所述瞬時(shí)故障為可恢復(fù)故障，得到所述直流故障的故障類型為瞬時(shí)故障后，方便后續(xù)對(duì)所述柔性直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行故障恢復(fù)，以減少故障時(shí)間，快速恢復(fù)供電。
[0097]在步驟S140中所述耐壓時(shí)間定值Tmset2的時(shí)長(zhǎng)，可以根據(jù)所述直流線路的屬性參數(shù)等參數(shù)進(jìn)行確定，通?？梢詾镮ms到Imin之間，具體如35s。
[0098]所述耐壓定值Udmset的取值范圍，也是根據(jù)所述直流線路的耐壓性來(lái)確定，具體所述Udmset為K倍所述直流線路的額定直流電壓；所述K的取值可以為大于O小于5的任意數(shù)值。
[0099]在本實(shí)施例中在不增設(shè)換流閥等電子元器件的情況下，選定所述柔性輸電系統(tǒng)中的一個(gè)多電平換流器用作所述故障檢測(cè)換流器，可以直接通過(guò)控制故障檢測(cè)換流器、直流線路和交流系統(tǒng)之間的連接關(guān)系，檢測(cè)所述柔性直流輸電系統(tǒng)的故障是否為可恢復(fù)的故障類型(即瞬時(shí)故障)具有檢測(cè)簡(jiǎn)便、檢測(cè)速度快，且可避免檢測(cè)對(duì)交流系統(tǒng)的不利等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0100]如圖1b所示,所述方法還包括:
[0101]步驟S150:
[0102]當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一；
[0103]步驟S160可包括:
[0104]當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)；
[0105]步驟S170可包括:
[0106]當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障；當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
[0107]當(dāng)預(yù)定檢測(cè)次數(shù)為I時(shí)，則在所述步驟S140之后，可以僅進(jìn)行步驟S150并直接依據(jù)所述電信號(hào)是否異常來(lái)確定，所述直流故障是否為永久故障。所述永久故障為當(dāng)前的柔性直流輸電系統(tǒng)出現(xiàn)需要待維修的故障，具體如出現(xiàn)電子元件被燒壞，需要進(jìn)行元件更壞或出現(xiàn)短路等顯現(xiàn)，需要修復(fù)電路等。
[0108]當(dāng)在本實(shí)施例中若所述電信號(hào)為正常時(shí)，可以在返回所述步驟S120進(jìn)行所述檢測(cè)電壓與耐壓定值的大小判斷，以及檢測(cè)電壓大于耐壓定值的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)是否大于耐壓時(shí)間定值的判斷。
[0109]具體如何判斷所述電信號(hào)是異常的情況，所述電信號(hào)滿足以下條件至少其中之一時(shí)，確定所述電信號(hào)異常；
[0110]直流電流大于電流定值Iset，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第一檢測(cè)時(shí)間定值Tsetl ；
[0111]直流電壓小于電壓定值Uset，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第二檢測(cè)時(shí)間定值Tset2 ；
[0112]直流電壓的絕對(duì)值的變化速率大于第一速率定值DUset，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第三檢測(cè)時(shí)間定值Tset3 ；
[0113]直流電流的絕對(duì)值的變化速率大于第二速率定值DIset，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第四檢測(cè)時(shí)間定值Tset4 ；
[0114]直流電壓與直流電流的比值小于阻抗定值Zset，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第六時(shí)間定值。
[0115]其中，不同的柔性直流輸出系統(tǒng)的Tsetl至Tset5、Iset、Uset、DUset、Zset及DIset取值根據(jù)其電路性能參數(shù)的不同而不同，以下提供一些取值范圍:
[0116]所述時(shí)間定值Tsetl至Tset5的取值范圍均為O至10s，Iset的取值范圍為Ki倍額定直流電流，其中I < Ki < 100，電壓定值Uset的取值范圍為Ku倍額定直流電壓，其中0〈Ku〈l，DUset 的取值范圍為-100 至-0.001pu/s, DIset 的取值范圍為 0.001 至 100pu/s,Zset根據(jù)線路阻抗決定，取值范圍為0.01至1000 Ω。
[0117]在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還可以是其他條件，具體如直流線路的直流保護(hù)條件等，不局限于上述條件。
[0118]如圖1b所示,所述方法還包括:
[0119]步驟S180:當(dāng)所述直流故障為永久故障時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器并停止檢測(cè)。由于判斷出當(dāng)前直流故障為永久故障，此時(shí)若還讓所述柔性輸電系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，可能會(huì)導(dǎo)致故障檢測(cè)換流器的燒毀等現(xiàn)象，故閉鎖所述故障檢測(cè)換流器并停止直流故障類型確定的檢測(cè)(因?yàn)楫?dāng)前已經(jīng)確定出了是永久故障)
[0120]如圖1b所示,所述方法還包括:
[0121]步驟S190:當(dāng)所述直流故障為瞬時(shí)故障時(shí)，連接所述故障檢測(cè)換流器和交流系統(tǒng)，并解鎖故障檢測(cè)換流器。
[0122]此時(shí)由于確定出所述直流故障為瞬時(shí)故障，這些故障可能是因?yàn)槔子晏鞖庵欣纂姷韧獠糠烹姮F(xiàn)象導(dǎo)致當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)中的信號(hào)異常而檢測(cè)到的直流故障，此時(shí)重新回復(fù)電路的正常連接，有利于根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的故障排除機(jī)制，清楚這些故障電路以恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。
[0123]所述故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)；
[0124]所述步驟S120可包括:
[0125]確定使所述故障檢測(cè)換流器對(duì)外放電需要導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊個(gè)數(shù)N ；
[0126]導(dǎo)通N個(gè)儲(chǔ)能子模塊。
[0127]具體如根據(jù)故障檢測(cè)出時(shí)確定出故障電壓，故可根據(jù)每一個(gè)儲(chǔ)能子模塊對(duì)外可供電壓、直流線路的耐壓定值等參數(shù)確定出需要導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)以及連接方式。
[0128]優(yōu)選地，所述步驟S120也可以是以下兩種方式的任意一種:
[0129]第一種:
[0130]導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述η為小于所述M的正整數(shù)；
[0131]當(dāng)所述直流線路的電壓值小于預(yù)設(shè)耐壓定值且導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)。
[0132]第二種:
[0133]導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述η為小于所述M的正整數(shù)；
[0134]當(dāng)導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)。
[0135]所述逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊，具體可以是，可以按照預(yù)定步長(zhǎng)增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)。具體如I次增加I個(gè)導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊，直至所述換流器對(duì)所述直流線路供電；或1次增加2個(gè)導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊，直至所述換流器對(duì)所述直流線路供電。每次增加的導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)可以相同，也可以不相同。
[0136]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能子模塊為半橋子模塊、全橋子模塊、類全橋子模塊、嵌位雙子模塊或X型雙子模塊。
[0137]所述儲(chǔ)能子模塊的結(jié)構(gòu)有多種，以下具體一一介紹一下所述橋子模塊、全橋子模塊、類全橋子模塊、嵌位雙子模塊或X型雙子模塊的結(jié)構(gòu)。
[0138]圖3a和圖3b所示的為兩種具有類似結(jié)構(gòu)的半橋子模塊，所述半橋子模塊包括帶反并聯(lián)二極管的可關(guān)斷器件11、31和儲(chǔ)能元件Cl，其中，可關(guān)斷器件11與二極管21反向并聯(lián)，可關(guān)斷器件31與二極管41反向并聯(lián)；對(duì)于可關(guān)斷器件11、31來(lái)說(shuō)，其可采用單個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件(如絕緣柵雙極型晶體管IGBT、集成門(mén)極換流晶閘管IGCT、金氧半場(chǎng)效晶體管MOSFET或絕緣柵門(mén)極關(guān)斷晶體管IGTO等全控器件)，也可采用由至少兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。所述反向并聯(lián)為二極管的陽(yáng)極與可關(guān)斷器件的陰極連接，所述二極管的陰極與所述可關(guān)斷器件陽(yáng)極連接。
[0139]在圖3a中，當(dāng)所述可關(guān)斷器件11、31為三級(jí)管時(shí)，所述可關(guān)斷器件11的集電極與可關(guān)斷器件31的發(fā)射極連接，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件11的發(fā)射極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cl連接可關(guān)斷器件31的集電極；可關(guān)斷器件31的集電極作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)X2。
[0140]在圖3b中，當(dāng)所述可關(guān)斷器件為三極管時(shí)，可關(guān)斷器件31的集電極與可關(guān)斷器件11的發(fā)射極連接，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)X2，所述可關(guān)斷器件11的發(fā)射極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cl連接可關(guān)斷器件31的集電極；可關(guān)斷器件31的集電極作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)XI。
[0141]圖4a和圖4b所示為兩種具有類結(jié)構(gòu)的類全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述全橋子模塊包括帶反并聯(lián)二極管的可關(guān)斷器件12、32、52，二極管72和儲(chǔ)能元件C2，其中，可關(guān)斷器件12與二極管22反并聯(lián)，可關(guān)斷器件32與二極管42反向并聯(lián)，可關(guān)斷器件52與二極管62反向并聯(lián)；對(duì)于可關(guān)斷器件12、32、52來(lái)說(shuō)，其可采用單個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件(如IGBT、IGCT、MOSFET或GTO等全控器件，如本文提供實(shí)施例中均以IGBT為例)，也可采用由至少兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0142]圖4a所示為儲(chǔ)能子模塊中，可關(guān)斷器件12的發(fā)射極與可關(guān)斷器件32的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件12的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件C2連接可關(guān)斷器件32的發(fā)射極；所述可關(guān)斷器件12的集電極還連接二極管72的陰極，所述二極管72的陽(yáng)極連接可關(guān)斷器件52的集電極，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)X2 ;所述可關(guān)斷器件52的發(fā)射極連接至可關(guān)斷器件32的發(fā)射極。
[0143]在圖4b所示的儲(chǔ)能子模塊中，可關(guān)斷器件52的發(fā)射極連接二極管72的陰極，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件52的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件C2連接二極管72的陽(yáng)極；所述可關(guān)斷器件52的集電極還連接可關(guān)斷器件32的集電極，所述可關(guān)斷器件32的發(fā)射極連接可關(guān)斷器件12的集電極，且該連接點(diǎn)作為儲(chǔ)能子模塊的端點(diǎn)X2，所述可關(guān)斷器件12的發(fā)射極連接至二極管72的陽(yáng)極。
[0144]圖5所示為全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述全橋子模塊包括帶反并聯(lián)二極管的可關(guān)斷器件13、33、53、73和儲(chǔ)能元件C3，其中，可關(guān)斷器件13與二極管23反向并聯(lián)，可關(guān)斷器件33與二極管43反并聯(lián)，可關(guān)斷器件53與二極管63反并聯(lián)，可關(guān)斷器件73與二極管83反向并聯(lián)；對(duì)于可關(guān)斷器件13、33、53、73來(lái)說(shuō)，其可采用單個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件(如IGBT、IGCT、M0SFET或GTO等全控器件，如本文提供實(shí)施例中均以IGBT為例)，也可采用由至少兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0145]在圖5中，可關(guān)斷器件13的發(fā)射極與可關(guān)斷器件33的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為全橋子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件13的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件C3連接可關(guān)斷器件33的發(fā)射極；所述可關(guān)斷器件13的集電極還連接可關(guān)斷器件73的集電極，所述可關(guān)斷器件73的發(fā)射極連接可關(guān)斷器件53的集電極，且該連接點(diǎn)作為全橋子模塊的端點(diǎn)X2 ;所述可關(guān)斷器件53的發(fā)射極連接至可關(guān)斷器件33的發(fā)射極。
[0146]圖6所示為一種嵌位雙子模塊(Clamp Double Sub-Module,⑶SM),所述嵌位雙子模塊包括帶反并聯(lián)二極管的可關(guān)斷器件Tl、T2、T3、T4、T5, 二極管D6、D7和儲(chǔ)能元件Cl、C2，其中，可關(guān)斷器件Tl與二極管Dl反并聯(lián)，可關(guān)斷器件T2與二極管D2反并聯(lián)，可關(guān)斷器件T3與二極管D3反并聯(lián)，可關(guān)斷器件T4與二極管D4反并聯(lián)，可關(guān)斷器件T5與二極管D5反并聯(lián)；對(duì)于可關(guān)斷器件T1、T2、T3、T4、T5來(lái)說(shuō)，其可采用單個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件(如IGBT、IGCT、M0SFET或GTO等全控器件，如本文提供實(shí)施例中均以IGBT為例)，也可采用由至少兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0147]其中，可關(guān)斷器件Tl的發(fā)射極與可關(guān)斷器件T2的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為⑶SM子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件Tl的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cl連接可關(guān)斷器件T2的發(fā)射極；可關(guān)斷器件T3的發(fā)射極與可關(guān)斷器件T4的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為CDSM的端點(diǎn)X2，所述可關(guān)斷器件T3的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cl連接可關(guān)斷器件T4的發(fā)射極；可關(guān)斷器件T5的集電極與可關(guān)斷器件T3的集電極連接，可關(guān)斷器件T5的發(fā)射極與可關(guān)斷器件T2的發(fā)射極連接；二極管D6的陰極與可關(guān)斷器件Tl的集電極連接，二極管D6的陽(yáng)極與可關(guān)斷器件T3的集電極連接；二極管D7的陰極與可關(guān)斷器件T2的發(fā)射極連接，二極管D7的陽(yáng)極與可關(guān)斷器件T4的發(fā)射極連接。
[0148]圖7所示為一種X型雙子模塊，所述X型雙子模塊包括帶反并聯(lián)二極管的可關(guān)斷器件T11、T21、T31、T41、T51，二極管D61和儲(chǔ)能元件C11、C21，其中，可關(guān)斷器件Tl與二極管Dl反并聯(lián)，可關(guān)斷器件Τ2與二極管D2反并聯(lián)，可關(guān)斷器件Τ31與二極管D31反向并聯(lián)，可關(guān)斷器件Τ4與二極管D4反并聯(lián)，可關(guān)斷器件Τ5與二極管D5反并聯(lián)；對(duì)于可關(guān)斷器件Til、Τ21、Τ31、Τ41、Τ51來(lái)說(shuō)，其可采用單個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件(如IGBT、IGCT、MOSFET或GTO等全控器件，如本文提供實(shí)施例中均以IGBT為例)，也可采用由至少兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0149]可關(guān)斷器件Tll的發(fā)射極與可關(guān)斷器件Τ21的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為X型雙子模塊的端點(diǎn)XI，所述可關(guān)斷器件Tll的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cll連接可關(guān)斷器件Τ21的發(fā)射極；可關(guān)斷器件Τ31的發(fā)射極與可關(guān)斷器件Τ41的集電極連接，且該連接點(diǎn)作為X型雙子模塊的端點(diǎn)Χ21，所述可關(guān)斷器件Τ31的集電極經(jīng)由儲(chǔ)能元件Cll連接可關(guān)斷器件Τ41的發(fā)射極；可關(guān)斷器件Τ51的集電極與可關(guān)斷器件Τ31的集電極連接，可關(guān)斷器件Τ51的發(fā)射極與可關(guān)斷器件Τ21的發(fā)射極連接；二極管D61的陰極與可關(guān)斷器件Tll的集電極連接，二極管D61的陽(yáng)極與可關(guān)斷器件Τ41的發(fā)射極連接。
[0150]圖8所示為基于模塊化多電平換流器的兩端柔直系統(tǒng)示意圖，換流器I和換流器2可由圖9所示的多電平換流器構(gòu)成。換流器I的三個(gè)相單元的交流端點(diǎn)A通過(guò)交流側(cè)開(kāi)關(guān)ACBl連接至交流系統(tǒng)AC1，換流器I的第一直流端點(diǎn)P經(jīng)電抗器01連接至直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Ql的第一端點(diǎn)，換流器I的第二直流端點(diǎn)N經(jīng)電抗器02連接至直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q2的第一端點(diǎn)，直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Ql的第二端點(diǎn)連接第一條支流線路的第一端點(diǎn)，直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q2的第二端點(diǎn)連接第二條支流線路的第一端口 ；換流器2的三個(gè)相單元的交流端點(diǎn)A通過(guò)交流側(cè)開(kāi)關(guān)ACB2連接至交流系統(tǒng)AC2，換流器2的第一直流端點(diǎn)P經(jīng)電抗器03連接至直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q3的第一端點(diǎn)，換流器2的第二直流端點(diǎn)N經(jīng)電抗器04連接至直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q4的第一端點(diǎn)，直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q3的第二端點(diǎn)連接第一條支流線路的第二端點(diǎn)，直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀Q4的第二端點(diǎn)連接第二條支流線路的第二端點(diǎn)。
[0151]圖9所示的換流器包括A相、B相以及C相，其中，所述P點(diǎn)和N點(diǎn)為直流線路連接點(diǎn)；所述Al為換流器與交流系統(tǒng)連接的點(diǎn)。圖9中一個(gè)SM代表一個(gè)儲(chǔ)能子模塊，所述儲(chǔ)能子模塊的結(jié)構(gòu)可以是本實(shí)施例中任意一種所述的儲(chǔ)能子模塊。
[0152]需要說(shuō)明的是，圖9所示的換流器與交流系統(tǒng)之間還可能設(shè)置換流變壓器，所述換流變壓器可以放置在交流系統(tǒng)與交流側(cè)開(kāi)關(guān)之間，也可以放置在交流側(cè)開(kāi)關(guān)與換流器之間。
[0153]綜合上述，本實(shí)施例提供了一種直流故障處理方法，可以通過(guò)控制柔性直流輸電系統(tǒng)換流器中各個(gè)端點(diǎn)與交流系統(tǒng)和直流線路之間的連接等步驟，直接確認(rèn)出直流故障是可恢復(fù)的瞬間故障，還是需要進(jìn)行電子元器件維修或更換的永久故障，具有故障類型定位快速簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，由于與交流系統(tǒng)進(jìn)行了隔離，從而能夠不免將直流故障對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。
[0154]實(shí)施例二:
[0155]如圖10所示，本實(shí)施例提供了一種直流故障處理裝置，所述裝置應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；
[0156]所述裝置包括:
[0157]隔離單元110，用于在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述換流器與直流線路且閉鎖所述故障檢測(cè)換流器；
[0158]解鎖單元120，用于等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述多故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；
[0159]檢測(cè)單元130，用于檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值；
[0160]確定單元140，用于當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
[0161]本實(shí)施例所述的裝置為用于控制所述柔性直流輸電系統(tǒng)工作的控制裝置，具體如個(gè)人PC，通過(guò)電壓及電流等電信號(hào)來(lái)控制所述柔性直流輸電系統(tǒng)的工作。
[0162]具體的所述隔離單元110可包括生成隔離信號(hào)的處理器，用于控制位于直流線路、換流器以及交流系統(tǒng)之間的各種可關(guān)斷電子元器件的開(kāi)合來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離。
[0163]所述檢測(cè)單元120的具體結(jié)構(gòu)可包括采樣電路；所述采樣電路可包括采樣電阻等具有電壓值檢測(cè)功能的電子元器件。
[0164]所述確定單元130的具體結(jié)構(gòu)可包括比較器或具有比較功能的處理器，用于將檢測(cè)電壓與預(yù)設(shè)耐壓定值進(jìn)行比較；所述確定單元130還可包括計(jì)時(shí)器用于與所述比較器或具有比較功能的處理器進(jìn)行連接，用于測(cè)量所述持續(xù)時(shí)間。所述比較器或具有比較器的功能還可以用于進(jìn)行時(shí)間比較，最終所述確定單元可以確定出當(dāng)前的直流故障時(shí)瞬時(shí)故障還是永久故障。
[0165]優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元130，還用于當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一；所述確定單元140，還用于
[0166]當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)；當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障；及當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
[0167]在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，所述處理裝置還可以包括連接單元，所述連接單元用于在確定出所述直流故障為瞬時(shí)故障時(shí)，連接所述多電平換流器和交流系統(tǒng)，并解鎖所述多電平換流器。
[0168]所述處理裝置還可以包括閉鎖單元，所述閉鎖單元用于在確定出所述直流故障為永久故障時(shí)，閉鎖所述多電平換流器并停止檢測(cè)
[0169]綜合上述，本實(shí)施例提供了一種直流故障處理裝置，用于為方法實(shí)施例一中所述的直流故障處理方法提供實(shí)現(xiàn)硬件，所述裝置的具體結(jié)構(gòu)可通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)控制所述柔性直流輸電系統(tǒng)中各部分電路結(jié)構(gòu)之間的連接狀態(tài)及工作狀態(tài)，最終快速確定直流故障的類型，并根據(jù)所述類型進(jìn)行響應(yīng)的故障清除。
[0170]以下結(jié)合實(shí)施例一和實(shí)施例二，提供一個(gè)具體示例:
[0171]如圖10所示，本示例所述直流故障處理方法可包括:
[0172]步驟801:進(jìn)入故障檢測(cè)的初始狀態(tài)，此時(shí)，直流線路與交流系統(tǒng)隔離，且實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)的故障檢測(cè)換流器的交流端點(diǎn)與交流系統(tǒng)隔離，直流端點(diǎn)與直流線路連接，進(jìn)入步驟 802 ；
[0173]步驟802:等待設(shè)定的熄弧時(shí)間Tmsetl到達(dá)，如到達(dá)進(jìn)入步驟803，否則繼續(xù)判斷；
[0174]步驟803:解鎖故障檢測(cè)換流器的至少一個(gè)相單元，每個(gè)相單元導(dǎo)通設(shè)定數(shù)量的儲(chǔ)能子模塊，進(jìn)入步驟804 ;通常解鎖換流器通過(guò)給出導(dǎo)通設(shè)定數(shù)量?jī)?chǔ)能子模塊的數(shù)量，所述數(shù)量可以為O或任意不大于一個(gè)相單元包括的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)；執(zhí)行步驟803后，需要達(dá)到所述換流器向直流線路放電的效果；
[0175]步驟804:判斷直流線路電壓是否小于耐壓定值Udmset,如是進(jìn)入步驟805,否則進(jìn)入步驟806 ；
[0176]步驟805:增加故障檢測(cè)換流器中導(dǎo)通儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)，進(jìn)入步驟806 ；
[0177]步驟806:通過(guò)直流電壓或直流電流特征量判斷直流線路故障是否仍然存在，如是進(jìn)入步驟808，否則進(jìn)入步驟807 ；
[0178]步驟807:判斷是否滿足線路耐壓時(shí)間要求；所述線路耐壓時(shí)間要求為:直流線路電壓大于等于耐壓定值Udmset的時(shí)間大于線路耐壓時(shí)間定值Tmset2，如滿足進(jìn)入步驟809，否則進(jìn)入步驟804 ；
[0179]步驟808:永久停運(yùn)與直流線路相關(guān)聯(lián)的柔性直流輸出系統(tǒng)；
[0180]步驟809:閉鎖所有相單元，重新恢復(fù)直流功率。
[0181]需要指出的是，步驟808中還可對(duì)檢測(cè)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)檢測(cè)次數(shù)大于等于設(shè)定的檢測(cè)次數(shù)限值時(shí)，永久停運(yùn)與直流線路相關(guān)聯(lián)的柔直系統(tǒng)；否則閉鎖所有相單元，繼續(xù)進(jìn)入步驟802，實(shí)現(xiàn)多次直流線路故障檢測(cè)。
[0182]下面再結(jié)合附圖8所示的柔性直流輸電系統(tǒng)，進(jìn)一步詳細(xì)闡述本示例直流線路故障處理方法。
[0183]假設(shè)換流器的每個(gè)相單元有40個(gè)儲(chǔ)能子模塊，并選擇換流器I為實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)的故障檢測(cè)換流器。
[0184]當(dāng)直流線路發(fā)生故障時(shí)，直流保護(hù)動(dòng)作，換流器I和換流器2均閉鎖，換流器I的交流側(cè)開(kāi)關(guān)ACBl斷開(kāi)，直流開(kāi)關(guān)或隔刀01及02均閉合；換流器2的直流開(kāi)關(guān)或隔刀03及04斷開(kāi)，或交流側(cè)開(kāi)關(guān)ACB2斷開(kāi)，或者如果換流器2采用具有阻斷能力的如附圖3所示的類全橋子模塊、如附圖4所示的全橋子模塊、如附圖5所示的嵌位雙子模塊或如附圖7所示的X型雙子模塊還可僅閉鎖換流器2，此時(shí)圖8所示的直流輸電系統(tǒng)處于故障檢測(cè)的初始狀態(tài)。
[0185]等待熄弧時(shí)間200ms后，解鎖故障檢測(cè)換流器的A相相單元，導(dǎo)通個(gè)數(shù)為0，隨后以I個(gè)/ms的速率增加導(dǎo)通儲(chǔ)能子模塊個(gè)數(shù)直至導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值20，若滿足線路耐壓時(shí)間要求:直流線路電壓大于等于1.0倍直流額定電壓且持續(xù)時(shí)間超過(guò)線路耐壓時(shí)間定值50ms則閉鎖Al相相單元后重新恢復(fù)直流功率，即重新合換流器I和2的交、直流側(cè)開(kāi)關(guān)或隔刀，并重新解鎖換流器I和2 ;若在此過(guò)程中檢測(cè)到直流電壓或直流電流特征量異常，如直流電流大于電流定值2倍直流電流額定值，直流電壓小于電壓定值0.4倍直流電壓，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)時(shí)間定值1ms，閉鎖Al相相單元并跳開(kāi)與直流線路連接的換流器的各側(cè)交流側(cè)開(kāi)關(guān)，停運(yùn)直流輸電系統(tǒng)。
[0186]在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的設(shè)備和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的設(shè)備實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，如:多個(gè)單元或組件可以結(jié)合，或可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過(guò)一些接口，設(shè)備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性的、機(jī)械的或其它形式的。
[0187]上述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是、或也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上；可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
[0188]另外，在本發(fā)明各實(shí)施例中的各功能單元可以全部集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各單元分別單獨(dú)作為一個(gè)單元，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中；上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
[0189]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備、只讀存儲(chǔ)器(ROM, Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0190]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流故障處理方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)；所述方法包括: 在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述故障檢測(cè)換流器與直流線路且閉鎖所述故障檢測(cè)換流器； 等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值； 當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括: 當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一； 當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)； 當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障； 當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述電信號(hào)滿足以下條件至少其中之一時(shí)，確定所述電信號(hào)異常； 直流電流大于電流定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第一檢測(cè)時(shí)間定值； 直流電壓小于電壓定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第二檢測(cè)時(shí)間定值； 直流電壓的絕對(duì)值的變化速率大于第一速率定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第三檢測(cè)時(shí)間定值； 直流電流的絕對(duì)值的變化速率大于第二速率定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第四檢測(cè)時(shí)間定值； 直流電壓與直流電流的比值小于阻抗定值，且持續(xù)時(shí)間超過(guò)第六時(shí)間定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括: 當(dāng)所述直流故障為永久故障時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器并停止檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括: 當(dāng)所述直流故障為瞬時(shí)故障時(shí)，連接所述故障檢測(cè)換流器和交流系統(tǒng)，并解鎖故障檢測(cè)換流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述多故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)； 所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括: 確定使所述故障檢測(cè)換流器對(duì)外放電需要導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊個(gè)數(shù)N ； 導(dǎo)通N個(gè)所述儲(chǔ)能子模塊； 其中，所述N為不大于所述M的正整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)； 所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括: 導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊； 當(dāng)所述直流線路的電壓值小于預(yù)設(shè)耐壓定值且導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)所述η為不大于所述M的正整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述故障檢測(cè)換流器包括M個(gè)儲(chǔ)能子模塊；所述M為不小于I的整數(shù)； 所述解鎖所述故障檢測(cè)換流器，使所述故障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電；檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值，包括: 導(dǎo)通η個(gè)儲(chǔ)能子模塊； 當(dāng)導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊數(shù)量小于預(yù)設(shè)的導(dǎo)通個(gè)數(shù)限值時(shí)，逐步增加導(dǎo)通的儲(chǔ)能子模塊的個(gè)數(shù)； 所述η為不大于所述M的正整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于， 所述儲(chǔ)能子模塊為半橋子模塊、全橋子模塊、類全橋子模塊、嵌位雙子模塊或X型雙子模塊。
10.一種直流故障處理裝置，其特征在于，所述裝置應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)；所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括多電平換流器、與所述多電平換流器分別相連的直流線路和交流系統(tǒng)； 所述裝置包括: 隔離單元，用于在檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所述直流線路與交流系統(tǒng)隔離、選定一個(gè)所述多電平換流器為故障檢測(cè)換流器、將所述故障檢測(cè)換流器與交流系統(tǒng)隔離、連接所述故障檢測(cè)換流器與直流線路且閉鎖所述多電平換流器； 解鎖單元，用于等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后，解鎖所述障檢測(cè)換流器，使所述障檢測(cè)換流器向所述直流線路放電； 檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述直流線路的檢測(cè)電壓值； 確定單元，用于當(dāng)所述檢測(cè)電壓值大于預(yù)設(shè)耐壓定值的持續(xù)時(shí)間超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，確定所述直流故障為瞬時(shí)故障。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)單元，還用于 當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間不超過(guò)耐壓時(shí)間定值時(shí)，檢測(cè)直流線路的電信號(hào)；所述電信號(hào)包括直流電壓和直流電流的至少其中之一； 所述確定單元，還用于 當(dāng)所述電信號(hào)異常時(shí)，確定所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟的次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)； 當(dāng)達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，確定所述直流故障為永久故障； 當(dāng)未達(dá)到預(yù)定檢測(cè)次數(shù)時(shí)，閉鎖所述故障檢測(cè)換流器進(jìn)入下一次所述等待設(shè)定的熄弧時(shí)間后解鎖所述故障檢測(cè)換流器的檢測(cè)步驟。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104393613SQ201410619179
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】汪楠楠, 田杰, 董云龍, 盧宇, 曹冬明, 李海英, 劉海彬 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司