本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，交直流電源和負荷的大量接入，使得電網(wǎng)向交直流混合供電方式轉(zhuǎn)變。區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)，能夠滿足差異化并網(wǎng)及用戶供電需求。

然而，交直流互聯(lián)系統(tǒng)的拓撲多樣、接線形式復(fù)雜，接地方式不盡相同，使得保護配合和故障定位也更加復(fù)雜。與單獨的傳統(tǒng)交流保護和直流保護不同，交直流互聯(lián)系統(tǒng)需要交、直流保護配合，保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全，快速隔離故障電路，保證無故障部分的繼續(xù)運行，以提高供電的安全性和可靠性。尤其，對于小電流接地系統(tǒng)，在單相接地故障和直流單極接地故障下，故障電流特征不明顯，故障電壓特征反映的范圍廣、從而難以實現(xiàn)故障定位及故障隔離。

因此，如何快速定位來隔離故障電路成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于如何快速定位來隔離故障電路。

為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明實施例公開了一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法，區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)包括多個變電站，多個變電站之間共用至少部分線路，故障檢測方法包括：

獲取用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號；根據(jù)觸發(fā)信號閉鎖各個變電站的線路開關(guān)；逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)得到各個變電站的反饋結(jié)果；根據(jù)反饋結(jié)果確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路的故障情況。

可選地，獲取用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號，包括：接收從區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)采集的電壓信號；對電壓信號進行解析得到觸發(fā)信號。

可選地，根據(jù)反饋結(jié)果確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路的故障情況，包括：判斷反饋結(jié)果是否存在故障信息；如果反饋結(jié)果存在故障信息，則確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障。

可選地，如果反饋結(jié)果不存在故障信息，則保持與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路開關(guān)的解鎖狀態(tài)。

可選地，在確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障之后，還包括：隔離與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明實施例公開了一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測裝置，區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)包括多個變電站，多個變電站之間共用至少部分線路，故障檢測裝置包括：

觸發(fā)模塊，用于獲取用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號；閉鎖模塊，用于根據(jù)觸發(fā)信號閉鎖各個變電站的線路開關(guān)；解鎖模塊，用于逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)得到各個變電站的反饋結(jié)果；判據(jù)模塊，用于根據(jù)反饋結(jié)果確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路的故障情況。

可選地，觸發(fā)模塊包括：接收單元，用于接收從區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)采集的電壓信號；解析單元，用于對電壓信號進行解析得到觸發(fā)信號。

可選地，判據(jù)模塊包括：判斷單元，用于判斷反饋結(jié)果是否存在故障信息；確定單元，用于如果判斷單元判斷反饋結(jié)果存在故障信息，則確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障。

可選地，判據(jù)模塊還包括：保持單元，用于如果判斷單元判斷反饋結(jié)果不存在故障信息，則保持與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路開關(guān)的解鎖狀態(tài)。

可選地，還包括：隔離模塊，用于隔離與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供的區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法及裝置，由于在獲取觸發(fā)信號后，閉鎖各個變電站的線路開關(guān)，而后，逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)，可以分別得到各個變電站的反饋結(jié)果，通過反饋結(jié)果可以確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路是否存在故障，從而實現(xiàn)了對系統(tǒng)的故障進行定位。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實施例中一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的拓撲接線示意圖；

圖2為本實施例中一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法流程圖；

圖3為本實施例中一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

請參考圖1，為本實施例公開的一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的拓撲接線示意圖，區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)可保護一個或多個變電站，各變電站可輸出多級直流或交流。變電站之間可以獨立運行，也可以互聯(lián)。變電站可以采用通過dc/dc換流器接入光伏等分布式電源。本實施例中，區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)包括多個變電站，多個變電站之間共用至少部分線路。

請參考圖2，為本實施例公開的一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法流程圖，該區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法包括：

步驟s100，獲取用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號。在具體實施例中，當區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)出現(xiàn)線路故障時，通常會發(fā)生信號突變，例如電流變化、電壓變化等，在獲取到這些突變信號時，表明當前區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。本實施例中，通過采集系統(tǒng)電壓信號的方式來獲取觸發(fā)信號，具體地，接收從區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)采集的電壓信號；對電壓信號進行解析得到觸發(fā)信號。

步驟s200，根據(jù)觸發(fā)信號閉鎖各個變電站的線路開關(guān)。在具體實施例中，在獲取得到用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號后，為了確保系統(tǒng)安全，通常會對各個變電站的線路開關(guān)進行閉鎖。在閉鎖各個變電站的線路開關(guān)后，各個變電站處于斷開狀態(tài)。

步驟s300，逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)得到各個變電站的反饋結(jié)果。本實施例中，在對各個變電站的線路開關(guān)進行閉鎖后，可以逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)，由此來得到各個變電站在線路開關(guān)解鎖后的反饋結(jié)果。在具體實施例中，由于逐次解鎖各個變電站，因此，在解鎖當前變電站后，得到的該解鎖后的反饋結(jié)果可以反映該變電站的線路狀況。

步驟s400，根據(jù)反饋結(jié)果確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路的故障情況。在具體實施例中，可以判斷反饋結(jié)果是否存在故障信息；如果反饋結(jié)果存在故障信息，則確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障。具體地，在得到某變電站的反饋結(jié)果時，反饋結(jié)果承載了突變信息，則表明該變電站的線路發(fā)生了故障。在可選的實施例中，在確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障之后，還包括：隔離與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站。從而，減少線路故障的變電站對系統(tǒng)的影響。

在可選的實施例中，如果反饋結(jié)果不存在故障信息，則保持與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路開關(guān)的解鎖狀態(tài)。從而，使得未發(fā)生線路故障的變電站可以正常工作。

本實施例還公開了一種區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測裝置，區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)包括多個變電站，多個變電站之間共用至少部分線路，請參考圖3，為該故障檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該故障檢測裝置包括：觸發(fā)模塊100、閉鎖模塊200、解鎖模塊300和判據(jù)模塊400，其中：

觸發(fā)模塊100用于獲取用于表征區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障的觸發(fā)信號；閉鎖模塊200用于根據(jù)觸發(fā)信號閉鎖各個變電站的線路開關(guān)；解鎖模塊300用于逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)得到各個變電站的反饋結(jié)果；判據(jù)模塊400用于根據(jù)反饋結(jié)果確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路的故障情況。

在可選的實施例中，觸發(fā)模塊包括：接收單元，用于接收從區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)采集的電壓信號；解析單元，用于對電壓信號進行解析得到觸發(fā)信號。

在可選的實施例中，判據(jù)模塊包括：判斷單元，用于判斷反饋結(jié)果是否存在故障信息；確定單元，用于如果判斷單元判斷反饋結(jié)果存在故障信息，則確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路發(fā)生故障。

在可選的實施例中，判據(jù)模塊還包括：保持單元，用于如果判斷單元判斷反饋結(jié)果不存在故障信息，則保持與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路開關(guān)的解鎖狀態(tài)。

在可選的實施例中，還包括：隔離模塊，用于隔離與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站。

為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下文以小電流接地系統(tǒng)為例進行說明，請參考圖1，首先對小電流接地系統(tǒng)的保護結(jié)構(gòu)進行說明：

交流線路1上裝設(shè)差動保護，線路上發(fā)生相間故障，交流線路1上差動保護定位為線路上故障，跳開線路兩側(cè)開關(guān)qf1和qf2。交流線路2上裝設(shè)差動保護，線路上發(fā)生相間故障，交流線路2上差動保護定位為線路上故障，跳開線路兩側(cè)開關(guān)qf14和qf15。

直流母線3上裝設(shè)差動保護，直流母線3上發(fā)生極間短路故障，直流母線3差動保護定位為母線上故障，跳開線路兩側(cè)開關(guān)qf11、qf12和qf16。

直流線路4上裝設(shè)差動保護，線路上發(fā)生極間短路故障，直流線路4上差動保護定位為線路上故障，跳開線路兩側(cè)開關(guān)qf3和qf11。

直流線路5上裝設(shè)差動保護，線路上發(fā)生極間短路故障，直流線路5上差動保護定位為線路上故障，跳開線路兩側(cè)開關(guān)qf12和qf13。

變電站1、變電站2、變電站3裝設(shè)裝置級保護，如差動保護可以定位為裝置內(nèi)部故障。

直流線路21、直流負荷11、直流負荷12裝設(shè)固態(tài)開關(guān)等快速開關(guān)，在直流線路21、直流負荷11、直流負荷12及它們的連接母線發(fā)生極間短路故障，快速動作切除故障線路。直流負荷11、直流負荷12與直流線路21的保護定值相配合，使分支負荷故障時切除本分支線路，總支線即直流線路21保護不動作?？焖匍_關(guān)的定值與變電站1的裝置本體保護定值配合，使快速開關(guān)動作先于裝置本體保護動作，以免直流負荷故障導(dǎo)致整個裝置閉鎖而使母線失電。

直流線路22、直流負荷13、直流負荷14裝設(shè)固態(tài)開關(guān)等快速開關(guān)，在直流線路22、直流負荷13、直流負荷14及它們的連接母線發(fā)生極間短路故障，快速動作切除故障線路。直流負荷13、直流負荷14與直流線路22的保護定值相配合，使分支負荷故障時切除本分支線路，總支線即直流線路22保護不動作?？焖匍_關(guān)的定值與變電站2的裝置本體保護定值配合，使快速開關(guān)動作先于裝置本體保護動作，以免直流負荷故障導(dǎo)致整個裝置閉鎖而使母線失電。

低壓交流線路31、交流負荷15、交流負荷16裝設(shè)過流保護，發(fā)生相間故障時，變電站1控制輸出電壓ac降低，快速使低壓交流線路31、交流負荷15、交流負荷16均不過流，同時變電站1的裝置級保護也不動作，再調(diào)節(jié)控制輸出電壓ac升高，低壓交流線路31、交流負荷15、交流負荷16將達到過流定值，動作切除故障。交流負荷15、交流負荷16與低壓交流線路31的定值配合，使分支負荷故障時切除本分支線路，總支線即低壓交流線路31保護不動作。

低壓交流線路32、交流負荷17、交流負荷18裝設(shè)過流保護，發(fā)生相間故障時，變電站2控制輸出電壓ac降低，快速使低壓交流線路32、交流負荷17、交流負荷18均不過流，同時變電站2的裝置級保護也不動作，再調(diào)節(jié)控制輸出電壓ac升高，低壓交流線路32、交流負荷17、交流負荷18將達到過流定值，動作切除故障。交流負荷17、交流負荷18與低壓交流線路32的定值配合，使分支負荷故障時切除本分支線路，總支線即低壓交流線路32保護不動作。

交流線路1裝設(shè)電壓異常保護，在交流線路1發(fā)生單相接地故障、交流線路2發(fā)生單相接地故障、負荷區(qū)發(fā)生單相接地故障、直流區(qū)和負荷區(qū)及裝置級發(fā)生單極接地故障，交流線路1的電壓特征各不相同，以交流線路1發(fā)生單相接地故障的特征作為判據(jù)，定位本區(qū)域的故障，切除本線路。

交流線路2裝設(shè)電壓異常保護，在交流線路2發(fā)生單相接地故障、交流線路1發(fā)生單相接地故障、負荷區(qū)發(fā)生單相接地故障、直流區(qū)和負荷區(qū)及裝置級發(fā)生單極接地故障，交流線路1的電壓特征各不相同，以交流線路2發(fā)生單相接地故障的特征作為判據(jù)，定位本區(qū)域的故障，切除本線路。

以圖1中的變電站3為光伏經(jīng)dc/dc接入線路為例，說明直流區(qū)的故障定位方法。直流母線3裝設(shè)直流電壓異常保護。直流電壓異常保護動作，閉鎖變電站1所有脈沖、閉鎖光伏dc/dc、變電站2的所有脈沖，跳母線所有開關(guān)qf11、qf12、qf16及光伏線路開關(guān)qf13。延時解鎖光伏dc/dc，合光伏開關(guān)qf12、qf13。繼續(xù)判別，若滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護動作，則閉鎖光伏dc/dc，跳光伏開關(guān)qf12、qf13，光伏停運；繼續(xù)判別，若不滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護不動作，光伏繼續(xù)正常運行。延時解鎖變電站2，合變電站2開關(guān)qf16。繼續(xù)判別，若滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護動作，則閉鎖變電站2，分開關(guān)qf16，延時解鎖變電站2，變電站2獨立運行；若不滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護不動作，變電站2繼續(xù)正常運行。延時解鎖變電站1，合變電站1開關(guān)qf11。繼續(xù)判別，若滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護動作，則閉鎖變電站1，分開關(guān)qf3和qf11，延時解鎖變電站1，變電站1獨立運行；若不滿足直流電壓異常保護判斷條件，保護不動作，變電站1繼續(xù)正常運行。直流線路4發(fā)生故障時，變電站1閉鎖，變電站3的光伏dc/dc和變電站2閉鎖，跳母線所有開關(guān)qf11、qf12、qf16及光伏線路開關(guān)qf13。經(jīng)延時，光伏dc/dc解鎖，合光伏開關(guān)qf12、qf13，光伏正常運行。再經(jīng)延時，變電站2解鎖，合變電站2開關(guān)qf16，變電站2正常運行。再經(jīng)延時，變電站1解鎖，合于故障，則變電站1閉鎖，跳線路兩側(cè)開關(guān)qf3和qf11，再經(jīng)延時變電站1解鎖繼續(xù)運行。在這種情況下，直流線路4為故障線路，將其兩側(cè)開關(guān)跳開并隔離故障，變電站1單獨運行，變電站2和變電站3可以連接運行。

直流母線3發(fā)生故障時，變電站1閉鎖，變電站3的光伏dc/dc和變電站2閉鎖，跳母線所有開關(guān)qf11、qf12、qf16及光伏線路開關(guān)qf13。經(jīng)延時，光伏dc/dc解鎖，合光伏開關(guān)qf12、qf13，合于故障，光伏閉鎖跳開關(guān)qf12、qf13，光伏停運。再經(jīng)延時，變電站2解鎖，合變電站2開關(guān)qf16，合于故障，變電站2閉鎖跳開關(guān)qf16，經(jīng)延時，變電站2解鎖，獨立運行。再經(jīng)延時，變電站1解鎖，合開關(guān)qf3和qf11，合于故障，則變電站1閉鎖，跳線路兩側(cè)開關(guān)qf3和qf11，再經(jīng)延時變電站1解鎖獨立運行。在這種情況下，直流母線3為故障線路，將母線連接開關(guān)全部跳開，隔離故障，變電站1單獨運行，變電站2單獨運行。

直流線路5發(fā)生故障時，變電站1閉鎖，變電站3的光伏dc/dc和變電站2閉鎖，跳母線所有開關(guān)qf11、qf12、qf16及光伏線路開關(guān)qf13。經(jīng)延時，光伏dc/dc解鎖，合光伏開關(guān)qf12、qf13，合于故障，光伏閉鎖跳開關(guān)qf12、qf13，光伏停運。再經(jīng)延時，變電站2解鎖，合變電站2開關(guān)qf16，變電站2正常運行。再經(jīng)延時，變電站1解鎖，合開關(guān)qf3和qf11，變電站1正常運行。在這種情況下，直流線路5為故障線路，將線路兩側(cè)連接開關(guān)跳開，隔離故障，變電站1單獨運行，變電站2可與變電站1連接運行。

本實施例提供的區(qū)域交直流互聯(lián)系統(tǒng)的故障檢測方法及裝置，由于在獲取觸發(fā)信號后，閉鎖各個變電站的線路開關(guān)，而后，逐次解鎖各個變電站的線路開關(guān)，可以分別得到各個變電站的反饋結(jié)果，通過反饋結(jié)果可以確定與反饋結(jié)果對應(yīng)的變電站線路是否存在故障，從而實現(xiàn)了對系統(tǒng)的故障進行定位。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學(xué)存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(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┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

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

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

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。