有效
电压不平衡保护整定计算方法、装置、设备及存储介质
屠卿瑞、曾耿晖、李一泉、陈桥平
广东电网有限责任公司
摘要
本发明公开了一种MMC‑HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,当MMC‑HVDC在启动的过程中发生直流单极接地故障时,能利用针对MMC‑HVDC启动时确定的保护特征值对MMC‑HVDC进行保护,从一定程度上提高了直流电压不平衡保护对启动过程中的MMC‑HVDC发生单击接地故障时进行保护的可靠性,同时,也就进一步保证了MMC‑HVDC系统的安全稳定运行。本发明还公开了一种MMC‑HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定装置、设备及存储介质,效果如上。
1.一种MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,包括:确定与MMC-HVDC对应的直流电压不平衡保护的目标判据;当所述MMC-HVDC启动故障时,利用所述目标判据中的目标参数,确定所述目标参数与所述MMC-HVDC启动故障对应的直流单极接地故障的故障信息之间的对应关系;建立与所述直流单极接地故障对应的直流单极接地故障计算模型;利用所述直流单极接地故障计算模型计算与所述直流单极接地故障对应的故障信息;根据所述故障信息和所述对应关系计算所述MMC-HVDC启动时的保护特征值,将所述保护特征值作为所述MMC-HVDC启动故障时的直流电压不平衡保护的整定参数。
2.根据权利要求1所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述确定与MMC-HVDC对应的直流电压不平衡保护的目标判据包括:确定与所述MMC-HVDC对应的直流正极母线电压、直流负极母线电压和直流电压不平衡保护的电压整定值;确定所述直流正极母线电压和所述直流负极母线电压的第一和值的第一绝对值;将所述第一和值的第一绝对值大于所述直流电压不平衡保护的电压整定值的不等式关系作为所述目标判据。
3.根据权利要求2所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述目标判据中的目标参数包括所述直流正极母线电压、所述直流负极母线电压和换流变阀侧中性点接地电流,所述故障信息包括故障电流和短路电阻;对应的,所述利用所述目标判据中的目标参数,确定所述目标参数与所述MMC-HVDC启动故障对应的直流单极接地故障的故障信息之间的对应关系包括:计算所述直流正极母线电压和所述直流负极母线电压的所述第一和值的第一绝对值,将所述第一和值的第一绝对值作为所述MMC-HVDC的电压保护特征量;确定MMC-HVDC的直流电压;计算所述直流电压与所述故障电流与所述短路电阻之间的乘积的第二和值的第二绝对值;确定与所述目标参数对应的电压保护特征量和所述第二和值的第二绝对值的等式关系为第一对应关系;确定与所述MMC-HVDC对应的所述换流变阀侧中性点接地电流与所述故障电流的等式关系为第二对应关系;所述对应关系包括所述第一对应关系和所述第二对应关系。
4.根据权利要求3所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述MMC-HVDC启动故障包括:可控充电阶段MMC-HVDC启动故障,对应的,所述建立与所述直流单极接地故障对应的直流单极接地故障计算模型包括:建立与所述可控充电阶段MMC-HVDC启动故障对应的可控直流单极接地故障计算模型;所述可控直流单极接地故障模型具体为RLC串联电路模型;对应的,所述直流单极接地故障计算模型具体为所述RLC串联电路模型,则所述利用所述直流单极接地故障计算模型计算与所述直流单极接地故障对应的故障信息包括:确定所述RLC串联电路模型中的电阻值、电感值和电容值;根据所述电阻值所述电感值和所述电容值计算与所述直流单极接地故障对应的电容放电电流;将所述RLC串联电路模型中的电阻值作为可控充电阶段的短路电阻,将所述电容放电电流作为可控充电阶段的故障电流;所述故障信息包括所述可控充电阶段的故障电流和所述可控充电阶段的短路电阻。
5.根据权利要求4所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述MMC-HVDC启动故障还包括:不控充电阶段MMC-HVDC启动故障;对应的,所述建立与所述直流单极接地故障对应的直流单极接地故障计算模型包括:建立与所述不控充电阶段MMC-HVDC启动故障对应的不控直流单极接地故障计算模型;所述不控直流单极接地故障计算模型具体为RL串联电路模型;对应的,所述直流单极接地故障计算模型具体为所述RL串联电路模型,则所述利用所述直流单极接地故障计算模型计算与所述直流单极接地故障对应的故障信息包括:确定所述RL串联电路模型中的电阻值和桥臂电感的电感值;确定与所述MMC-HVDC中交流电源对应的电流周期分量;根据所述电阻值和所述桥臂电感的电感值计算衰减电流分量;将所述衰减电流分量和所述电流周期分量的和值作为不控充电阶段的故障电流;将所述RL串联电路模型中的电阻值作为不控充电阶段的短路电阻;所述故障信息包括所述不控充电阶段的故障电流和所述不控充电阶段的短路电阻。
6.根据权利要求5所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述直流单极接地故障计算模型具体为所述可控直流单极接地故障计算模型,对应的,所述根据所述故障信息和所述对应关系计算所述MMC-HVDC启动时的保护特征值包括:将所述可控充电阶段的故障电流作为所述MMC-HVDC在可控充电阶段启动时的电流保护特征值;计算所述可控充电阶段的故障电流和短路电阻以及可控系数之间的乘积,得到可控电压值;计算所述可控电压值与直流电压的可控电压和值;将所述可控电压和值作为所述MMC-HVDC在可控充电阶段启动时的电压保护特征值;所述保护特征值包括可控充电阶段的所述电流保护特征值和可控充电阶段的所述电压保护特征值。
7.根据权利要求6所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,所述直流单极接地故障计算模型具体为所述不控直流单极接地故障计算模型,对应的,所述根据所述故障信息和所述对应关系计算所述MMC-HVDC启动时的保护特征值还包括:将所述不控充电阶段的故障电流作为所述MMC-HVDC在不控充电阶段启动时的电流保护特征值;计算所述不控充电阶段的故障电流和短路电阻以及所述可控系数之间的乘积,得到不控电压值;计算所述不控电压值与所述直流电压的不控电压和值;将所述不控电压和值作为所述MMC-HVDC在不控充电阶段启动时的电压保护特征值;所述保护特征值包括不控充电阶段的所述电流保护特征值和不控充电阶段所述电压保护特征值。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法,其特征在于,在所述根据所述故障信息和所述对应关系计算所述MMC-HVDC启动时的保护特征值,将所述保护特征值作为所述MMC-HVDC启动故障时的直流电压不平衡保护的整定参数之后,还包括:确定所述MMC-HVDC在正常运行时的换流变阀侧中性点的电流和第一电流可靠系数;根据所述换流变阀侧中性点的电流和所述第一电流可靠系数确定所述MMC-HVDC在正常运行时的第一电流保护值;确定所述MMC-HVDC在启动时的电流保护特征值和第二电流可靠系数;根据所述电流保护特征值和所述第二电流可靠系数确定所MMC-HVDC在启动时的第二电流保护值。
9.一种MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算装置,其特征在于,包括:第一确定模块,用于确定与MMC-HVDC对应的直流电压不平衡保护的目标判据;第二确定模块,用于当所述MMC-HVDC启动故障时,利用所述目标判据中的目标参数,确定所述目标参数与所述MMC-HVDC启动故障对应的直流单极接地故障的故障信息之间的对应关系;建立模块,用于建立与所述直流单极接地故障对应的直流单极接地故障计算模型;第一计算模块,用于利用所述直流单极接地故障计算模型计算与所述直流单极接地故障对应的故障信息;第二计算模块,用于根据所述故障信息和所述对应关系计算所述MMC-HVDC启动时的保护特征值,将所述保护特征值作为所述MMC-HVDC启动故障时的直流电压不平衡保护的整定参数。
10.一种MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算设备,其特征在于,包括:存储器,用于存储计算机程序;处理器,用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至8任一项所述的MMC-HVDC启动时的直流电压不平衡保护整定计算方法的步骤。




