直流电力系统中的故障处理技术方案

直流电力系统(10)中的故障处理装置包括第一故障处理单元(18)，所述第一故障处理单元(18)被构造为在检测到经由第一线路分离装置(LS1)和第二线路分离装置(LS2)使第一换流站(12)中的第一变换器(CONV1)与第二换流站(14)中的第二变换器(CONV2)互连的第一电力线(L1)的故障(F)时，操作第一线路分离装置(LS1)与第二线路分离装置(LS2)，以将第一电力线(L1)与直流电力系统断开，操作第一换流站(12)的至少一个另外的线路分离装置(LS3)以与直流电源系统(10)隔离开，在第二换流站(14)和其它换流站(16)之间的电力线(L3)运行的同时，检查故障(F)是否已清除，如果故障已清除，操作第一线路分离装置(LS1)与第二线路分离装置(LS2)重新连接第一电力线(L1)和至少一个另外的线路分离装置(LS7)，以将第一换流站再次连接到直流电力系统(10)，否则在永久故障的情况下断开第一电力线并且将第一换流站(12)连接到直流电力系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流电力系统中的故障处理
本专利技术总体上涉及一种电力系统。更具体地，本专利技术涉及用于处理直流电力系统中的电力线上的故障的方法、故障处理装置和计算机程序产品，并且本专利技术涉及这种直流电力系统。
技术介绍
故障处理是诸如电力输送系统之类的电力系统中的重要方面。在此类系统中，可能会发生故障，随后清除故障，而无需系统操作员执行任何活动。例如，如果系统包括架空线，则可能就是这种情况。因此，已知使用具有自动重接通功能的断路器。该断路器通常用于交流电(AC)系统。在这种情况下，断路器用于在出现故障后断开与交流电力线的连接，然后在经历一定预定持续时间后自动重接通。如果故障仍然存在，则断路器将保持永久断开。由于交流电流会经过零位，因此在交流系统中执行这种断路器的断开和接通。然而在没有电流过零的直流(DC)电力系统中，这种类型的操作不可行。针对在直流电力系统中所使用的混合HVDC断路器的重启程序的一项研究是在巴黎召开的国际大电网会议2014(CIGRE2014，巴黎)中由R.Derakhshanfar，T.U.Jonsson，UeliSteiger，M.Habert撰写的“HybridHVDCbreaker-AsolutionforfutureHVDCsystem”的研究。另一项研究是在新西兰召开的SPEC2016会议中由VinothkumarK，IngerSegerqvist，NiclasJohannesson和ArmanHassanpoor撰写的“SequentialAuto-ReclosingMethodforHybridHVDCBreakerinVSCHVDCLinks”的研究。同时重要的是在检查是否已清除故障时可以继续操作此类直流电力系统并在这种情况下尽快恢复正常运行。最重要的是减小了在其处进行检查的换流站的载流元件上的应力。因此，需要解决上述问题中的一个或多个。
技术实现思路
本专利技术解决了以下问题，即在暂时性质的直流(DC)故障期间增强直流系统的可用性，并且同时在处理直流电力系统中的故障时减小换流站的载流元件上的应力。通过一种用于处理直流电力系统中的电力线上的故障的方法实现根据本专利技术的第一方面的目的，该直流电力系统包括连接到不同直流电力线的对应换流站中的至少两台变换器，其中每个换流站均连接到多条直流电力线，所述多条直流电力线中的至少一条是直流电力系统中的电力线并且通过至少一个线路分离装置进行每个连接，在故障处理装置中执行该方法并且所述方法包括以下步骤：在检测到使第一换流站中的第一变换器与第二换流站中的第二变换器互连的直流电力系统中的第一电力线的故障时，其中第一电力线经由第一线路分离装置连接到第一变换器以及经由第二线路分离装置连接到第二变换器，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以使第一电力线与直流电力系统断开连接，操作第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，用于使第一换流站与直流电力系统隔离开，在已经操作第二线路分离装置以将第一电力线与第二换流站分离之后而与此同时第二换流站和任何其它换流站之间的电力线可运行的情况下检查是否已清除故障，和如果已清除故障，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以便重新连接第一电力线和第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，以将第一换流站再次连接到直流电力系统，否则永久断开第一电力线并将第一换流站重新连接到直流电力系统。通过一种用于处理直流电力系统中的电力线上的故障的故障处理装置实现根据本专利技术的第二方面的目的，所述直流电力系统包括位于连接至不同电力线的对应换流站中的至少两台变换器，其中每个换流站均连接到多条直流电力线，所述多条直流电力线中的至少一条是直流电力系统中的电力线并且通过至少一个线路分离装置进行每个连接，所述故障处理装置包括第一故障处理单元，该第一故障处理单元被构造为在检测到使第一换流站中的第一变换器与第二换流站中的第二变换器互连的第一电力线上的故障时，其中第一电力线经由第一线路分离装置连接至第一变换器以及经由第二线路分离装置连接至第二变换器，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以将第一电力线与直流电力系统断开连接；操作第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，以将第一换流站与直流电力系统隔离开，在已经操作第二线路分离装置以将第一电力线与第二换流站分离之后而与此同时第二换流站和任何其它换流站之间的电力线可运行的情况下检查是否已清除故障，以及如果已清除故障，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以便重新连接第一电力线和第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，以将第一换流站再次连接至直流电力系统，否则永久断开第一电力线并将第一换流站重新连接到直流电力系统。通过直流电力系统和根据第二方面的故障处理装置实现根据本专利技术的第三方面的目的，该直流电力系统包括多条电力线、多个线路分离装置以及连接到不同电力线的对应换流站中的至少两台变换器，其中，每个换流站均连接到多条直流电力线，所述多条直流电力线中的至少一条是直流电力系统中的电力线并且经由至少一个线路分离装置进行每个连接。通过用于处理直流电力系统中的电力线上的故障的计算机程序产品来实现根据第四方面的目的，该直流电力系统包括多条电力线、多个线路分离装置以及连接到不同电力线的对应换流站中的至少两台变换器，其中每个换流站都连接到多条直流电力线，所述多条直流电力线中的至少一条是直流电力系统中的电力线，并且通过至少一个线路分离装置进行每个连接，所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体，该计算机程序代码被构造成致使故障处理装置执行以下操作：在检测到将第一换流站中的第一变换器与第二换流站中的第二变换器互连的第一电力线的故障时，其中第一电力线经由第一线路分离装置连接到第一变换器以及经由第二线路分离装置连接到第二变换器，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以使第一电力线与直流电力系统断开连接，操作第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，用于将第一换流站与直流电力系统隔离开，在已经操作第二线路分离装置以将第一电力线与第二换流站分离之后而与此同时第二换流站和任何其它换流站之间的电力线可运行的情况下检查是否已清除故障，和如果已清除故障，与第二线路分离装置的操作协同配合地操作第一线路分离装置，以重新连接第一电力线和第一换流站的至少一个另外的线路分离装置，以将第一换流站再次连接到直流电力系统，否则永久断开第一电力线并将第一换流站重新连接到直流电力系统。本专利技术具有许多优点。本专利技术提供了改进的系统可用性和电力系统安全性。本专利技术支持任何连接的交流系统。本专利技术还减少了直流电网重启期间整个电力系统的扰动传播。由于故障扰动的传播被最小化，因此变换器阀和其它设备上的电流应力得以减小。因此，每次重启尝试时，阀和其它设备都不会承受电流应力。附图说明下面将参考附图描述本专利技术，其中：图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理直流电力系统(10)中的电力线上的故障(F)的方法，所述直流电力系统包括连接到不同直流电力线的对应换流站(12，14，16)中的至少两个变换器(CONV1，CONV2，CONV3)，其中每个换流站连接到多条直流电力线(L1，L2，L3)，所述多条直流电力线中的至少一条是所述直流电力系统中的电力线，并且通过至少一个线路分离装置(LS1，LS2，LS3，LS4，LS5，LS6，LS7，LS8，LS9)进行每个连接，所述方法在故障处理装置(26)中执行并且所述方法包括：/n在检测到将第一换流站(12)中的第一变换器(CONV1)与第二换流站(14)中的第二变换器(CONV2)互连的所述直流电力系统(10)中的第一电力线(L1)的故障(F)时，其中所述第一电力线(L1)通过第一线路分离装置(LS1)连接到所述第一变换器(CONV1)以及通过第二线路分离装置(LS2)连接到第二变换器(CONV2)，/n与所述第二线路分离装置(LS2)的操作协作配合地操作(35)所述第一线路分离装置(LS1)，以将所述第一电力线(L1)与所述直流电力系统断开，/n操作(36)所述第一换流站(12)的至少一个另外的线路分离装置(LS3)，用于将所述第一换流站(12)与所述直流电力系统(10)隔离开，/n在所述第二线路分离装置(L2)被操作用于将所述第一电力线(L1)与所述第二换流站(14)分离而所述第二换流站(14)和任何其它换流站(16)之间的电力线(13)处于运行状态之后检查(42)是否清除了所述故障(F)，和/n如果故障(F)已清除(58)，则与所述第二线路分离装置(LS2)的操作协作配合地操作(48)所述第一线路分离装置(LS1)，以重新连接所述第一电力线(L1)和所述第一换流站(12)的所述至少一个另外的线路分离装置(LS3)，以便再次将所述第一换流站(12)连接到所述直流电力系统(10)，否则永久断开(49)所述第一电力线并将所述第一换流站(12)重新连接到所述直流电力系统(10)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理直流电力系统(10)中的电力线上的故障(F)的方法，所述直流电力系统包括连接到不同直流电力线的对应换流站(12，14，16)中的至少两个变换器(CONV1，CONV2，CONV3)，其中每个换流站连接到多条直流电力线(L1，L2，L3)，所述多条直流电力线中的至少一条是所述直流电力系统中的电力线，并且通过至少一个线路分离装置(LS1，LS2，LS3，LS4，LS5，LS6，LS7，LS8，LS9)进行每个连接，所述方法在故障处理装置(26)中执行并且所述方法包括：
在检测到将第一换流站(12)中的第一变换器(CONV1)与第二换流站(14)中的第二变换器(CONV2)互连的所述直流电力系统(10)中的第一电力线(L1)的故障(F)时，其中所述第一电力线(L1)通过第一线路分离装置(LS1)连接到所述第一变换器(CONV1)以及通过第二线路分离装置(LS2)连接到第二变换器(CONV2)，
与所述第二线路分离装置(LS2)的操作协作配合地操作(35)所述第一线路分离装置(LS1)，以将所述第一电力线(L1)与所述直流电力系统断开，
操作(36)所述第一换流站(12)的至少一个另外的线路分离装置(LS3)，用于将所述第一换流站(12)与所述直流电力系统(10)隔离开，
在所述第二线路分离装置(L2)被操作用于将所述第一电力线(L1)与所述第二换流站(14)分离而所述第二换流站(14)和任何其它换流站(16)之间的电力线(13)处于运行状态之后检查(42)是否清除了所述故障(F)，和
如果故障(F)已清除(58)，则与所述第二线路分离装置(LS2)的操作协作配合地操作(48)所述第一线路分离装置(LS1)，以重新连接所述第一电力线(L1)和所述第一换流站(12)的所述至少一个另外的线路分离装置(LS3)，以便再次将所述第一换流站(12)连接到所述直流电力系统(10)，否则永久断开(49)所述第一电力线并将所述第一换流站(12)重新连接到所述直流电力系统(10)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在预定数量的故障清除检查之后进行所述第一电力线的永久断开。


3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括在所述隔离的步骤(36)之前至少部分封锁(34)所述第一变换器(CONV1)，以及解锁(37)所述第一换流站(12)。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，在封锁所述直流电力系统(10)的所有变换器时至少部分封锁所述第一变换器(CONV1)，在解锁所述直流电力系统(10)的所有所述变换器时解锁所述第一变换器(CONV1)。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在检查所述故障期间，支持(38)连接到所述第一换流站(12)的交流电系统(AC1)。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括在检查是否已经清除所述故障(F)时，在零直流电压下操作(40)所述第一变换器(CONV1)。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括当检查是否已经清除所述故障(F)时，使所述第一变换器(CONV1)输出的直流电压从零电压水平增加。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括基于所述第一换流站比所述第二换流站(14)更好地满足隔离标准来确定待隔离的所述第一换流站。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定是否更好地满足所述隔离标准包括确定所述第一和第二换流站(12，14)中的哪个具有与所述直流电力系统(10)的较少连接。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括操作所述第二线路分离装置(LS2)以将所述第一电力线(L1)与所述直流电力系统断开。


11.根据引用权利要求3或4的权利要求10所述的方法，所述方法还包括在断开所述第一电力线的步骤之前至少部分地封锁(52)所述第二变换器(CONV2)，并在断开的步骤之后解锁(56)所述第二换流站。


12.一种故障处理装置(26)，所述故障处理装置用于处理直流电力系统(10)中的电力线上的故障，所述直流电力系统包括连接到不同电力线的对应换流站(12，14，16)中的至少两个变换器(CONV1，CONV2，CONV3)，其中每个所述换流站(12，14，16)连接到多条直流电力线(L1，L2，L3)，所述多条直流电力线中的至少一条是所述直流电力系统中的电力线，并且通过至少一个线路分离装置(LS1，LS2，LS3，LS4，LS5，LS6)进行连接，所述故障处理装置包括第一故障处理单元(18)，所述第一故障处理单元构造为：
在检测到将第一换流站(12)中的第一变换器(CONV1)与第二换流站(14)中的第二变换器(CONV2)互连...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·坎南，P·K·巴鲁帕蒂，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH