一种直流故障严重程度的确定方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种直流故障严重程度的确定方法及装置，涉及电力设备维护领域，包括：根据交直流输电系统的暂态数据提取对应的低频带故障特征信号；根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角；根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度。本申请能够综合考虑交直流输电系统中功角的特性，判别不同直流故障的严重程度，直观比较不同直流故障对电网所造成的冲击影响。对电网所造成的冲击影响。对电网所造成的冲击影响。

【技术实现步骤摘要】
一种直流故障严重程度的确定方法及装置


[0001]本申请涉及电力设备维护领域，具体是一种直流故障严重程度的确定方法及装置。

技术介绍

[0002]高压直流输电在远距离、大容量输电方面具有明显优势，广泛应用于清洁能源外送及跨区互联等场景，在资源优化利用方面发挥着重要作用。目前在运的特高压直流工程较多，由于直流输电线路距离长，沿线地形环境复杂，容易受雷击、风偏等自然因素影响，造成直流线路故障，导致换流阀闭锁。换流阀受其外部电路条件的限制，当遇到整流侧触发电路失灵及逆变侧交流电压等扰动情况时，容易发生换相失败；这种非正常运行工况给输电系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。
[0003]为提高直流供电可靠性，在直流线路发生故障后，通常会再启动。在换流阀首次换相失败后，通常允许再次尝试换相，只有当超过一定的尝试次数后仍失败时才会发生闭锁。然而，在当前“强直弱交”的电网结构下，直流再启动策略对送、受端交流系统的冲击可能超出其承载能力，导致交流系统失稳，引发连锁故障；直流换相失败后闭锁可能超出暂态过电压的限制。因此，在闭锁发生前，判别不同直流故障的严重程度，并据此选择合理的故障后控制保护策略十分必要，以此减少对系统的冲击，进而提高系统的稳定性。
[0004]现有技术通过计算不同直流故障后直流双极有功功率不平衡造成的系统不平衡能量冲击，求取不平衡能量之差；通过对不同故障期间双极有功功率仿真曲线进行积分，计算产生的系统短时回退能量，再求取系统短时回退能量之差；通过综合考虑故障期间造成的系统能量不平衡量及系统短时回退能量，计算得到故障期间对系统的能量差异，进而制定故障后控制保护策略。然而，现有技术存在如下缺陷：第一，不同故障对系统的影响程度难以获得直观比较；第二，当系统较弱且直流功率较大时，由于直流再启动成功期间会吸收大量的无功功率，难以确定故障工况的严重程度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本申请提供一种直流故障严重程度的确定方法及装置，能够综合考虑交直流输电系统中功角的特性，判别不同直流故障的严重程度，直观比较不同直流故障对电网所造成的冲击影响。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种直流故障严重程度的确定方法，包括：
[0008]根据交直流输电系统的暂态数据提取对应的低频带故障特征信号；所述暂态数据包括：各发电机的机端交流电压、机端交流电流及转子角；
[0009]根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角；
[0010]根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度。
[0011]进一步地，所述的直流故障严重程度的确定方法，还包括：
[0012]根据所述交直流输电系统的运行方式获取对应的暂态数据；所述运行方式包括发电机组全开机方式及检修方式。
[0013]进一步地，根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度，包括：
[0014]根据所述等值电磁功率及等值功角确定所述交直流输电系统在故障后采用各再启动策略进行系统恢复时所述交直流输电系统所产生的系统动能；
[0015]根据所述系统动能确定直流故障发生的严重程度。
[0016]进一步地，根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度，包括：
[0017]生成所述等值电磁功率与所述等值功角的关系曲线图；
[0018]根据所述关系曲线图确定所述严重程度。
[0019]进一步地，所述低频带故障特征信号包括：电压故障特征信号、电流故障特征信号及转子角故障特征信号；所述根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角，包括：
[0020]根据所述各发电机的电压故障特征信号及电流故障特征信号确定所述各发电机在系统故障时段的有功功率；
[0021]根据所述各发电机的惯性时间常数及所述各发电机在系统故障时段的有功功率确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率；
[0022]根据所述各发电机的惯性时间常数及所述转子角故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值功角。
[0023]进一步地，所述根据所述等值电磁功率及等值功角确定所述交直流输电系统在故障后采用不同的再启动策略进行系统恢复时，所述交直流输电系统所产生的系统动能，包括：
[0024]根据所述等值电磁功率确定电磁功率故障值；
[0025]根据原动机的机械输入功率、所述电磁功率故障值及所述各发电机的转子角确定所述系统动能。
[0026]进一步地，所述根据所述系统动能确定直流故障发生的严重程度，包括：
[0027]对所述交直流输电系统在故障后采用不同的再启动策略进行故障恢复时，所述交直流输电系统所产生的系统动能的大小进行排序；
[0028]根据排序结果确定故障发生的严重程度，并生成对应的策略集合。
[0029]第二方面，本申请提供一种直流故障严重程度的确定装置，包括：
[0030]低频特征提取单元，用于根据交直流输电系统的暂态数据提取对应的低频带故障特征信号；所述暂态数据包括：各发电机的机端交流电压、机端交流电流及转子角；
[0031]功率功角确定单元，用于根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角；
[0032]严重程度确定单元，用于根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度。
[0033]进一步地，所述的直流故障严重程度的确定装置，还包括：
[0034]暂态数据获取单元，用于根据所述交直流输电系统的运行方式获取对应的暂态数据；所述运行方式包括发电机组全开机方式及检修方式。
[0035]进一步地，所述严重程度确定单元，包括：
[0036]系统动能确定模块，用于根据所述等值电磁功率及等值功角确定所述交直流输电系统在故障后采用各再启动策略进行系统恢复时所述交直流输电系统所产生的系统动能；
[0037]严重程度确定模块，用于根据所述系统动能确定直流故障发生的严重程度。
[0038]进一步地，所述严重程度确定单元，包括：
[0039]关系曲线生成模块，用于生成所述等值电磁功率与所述等值功角的关系曲线图；
[0040]严重程度判断模块，用于根据所述关系曲线图确定所述严重程度。
[0041]进一步地，所述故障特征信号包括：电压故障特征信号、电流故障特征信号及转子角故障特征信号；所述功率功角确定单元，包括：
[0042]有功功率确定模块，用于根据所述各发电机的电压故障特征信号及电流故障特征信号确定所述各发电机在系统故障时段的有功功率；
[0043]电磁功率确定模块，用于根据所述各发电机的惯性时间常数及所述各发电机在系统故障时段的有功功率确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率；
[0044]功角确定模块，用于根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，包括：根据交直流输电系统的暂态数据提取对应的低频带故障特征信号；根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角；根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度。2.根据权利要求1所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，还包括：根据所述交直流输电系统的运行方式获取对应的暂态数据；所述运行方式包括发电机组全开机方式及检修方式；所述暂态数据包括：各发电机的机端交流电压、机端交流电流及转子角。3.根据权利要求2所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，所述根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度，包括：根据所述等值电磁功率及等值功角确定所述交直流输电系统在故障后采用各再启动策略进行系统恢复时所述交直流输电系统所产生的系统动能；根据所述系统动能确定直流故障发生的严重程度。4.根据权利要求2所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，所述根据所述等值电磁功率及等值功角确定直流故障发生的严重程度，包括：生成所述等值电磁功率与所述等值功角的关系曲线图；根据所述关系曲线图确定所述严重程度。5.根据权利要求2所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，所述低频带故障特征信号包括：电压故障特征信号、电流故障特征信号及转子角故障特征信号；所述根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角，包括：根据所述各发电机的电压故障特征信号及电流故障特征信号确定所述各发电机在系统故障时段的有功功率；根据所述各发电机的惯性时间常数及所述各发电机在系统故障时段的有功功率确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率；根据所述各发电机的惯性时间常数及所述转子角故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值功角。6.根据权利要求3所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，所述根据所述等值电磁功率及等值功角确定所述交直流输电系统在故障后采用各再启动策略进行系统恢复时所述交直流输电系统所产生的系统动能，包括：根据所述等值电磁功率确定电磁功率故障值；根据原动机的机械输入功率、所述电磁功率故障值及所述各发电机的转子角确定所述系统动能。7.根据权利要求3所述的直流故障严重程度的确定方法，其特征在于，所述根据所述系统动能确定直流故障发生的严重程度，包括：对所述交直流输电系统在故障后采用各再启动策略进行故障恢复时所述交直流输电系统所产生的系统动能的大小进行排序；根据排序结果确定故障发生的严重程度，并生成对应的策略集合。
8.一种直流故障严重程度的确定装置，其特征在于，包括：低频特征提取单元，用于根据交直流输电系统的暂态数据提取对应的低频带故障特征信号；功率功角确定单元，用于根据所述低频带故障特征信号确定所述交直流输电系统在故障时段的等值电磁功率及等值功角；严重程度确定单元，用于根据所述等值电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑛琳，谢欢，赵天骐，夏雪，王泽森，金海峰，李善颖，李长宇，卢文清，罗婧，郝婧，张涵之，张思琪，辛光明，梁浩，张广韬，陈瑞，王炳辉，李奇，严乙桉，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：