本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性交直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

柔性直流輸電技術(shù)以其更好的可控性和適應(yīng)性，在電網(wǎng)建設(shè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。繼端對(duì)端柔性直流輸電以及多端柔性直流輸電工程之后，國(guó)家電網(wǎng)公司提出構(gòu)建柔性直流電網(wǎng)的概念，它能夠靈活控制電網(wǎng)潮流分布，解決大規(guī)模新能源送出與消納等問(wèn)題，從而逐步實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)的發(fā)展規(guī)劃。柔性直流電網(wǎng)的直流輸電線路采用架空線設(shè)計(jì)，與目前柔性直流工程采用的電纜輸電有較大的區(qū)別，發(fā)生線路故障的概率更高。對(duì)于直流電網(wǎng)而言，瞬時(shí)性或永久性的直流線路故障，在采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作策略后，不應(yīng)影響直流電網(wǎng)中其他元件的運(yùn)行，保證直流電網(wǎng)的可靠性，而柔性直流輸電工程采用的保護(hù)不能滿足直流電網(wǎng)線路保護(hù)的需求。因此，線路保護(hù)研究在柔性直流電網(wǎng)控制保護(hù)技術(shù)中尤為重要。

已有的柔直輸電工程，輸電距離較近，采用電纜連接，故障概率較低，對(duì)保護(hù)的動(dòng)作速度和結(jié)果沒有嚴(yán)苛的要求，直流線路故障往往依靠換流站內(nèi)的保護(hù)另外配置直流線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)配合動(dòng)作。柔性直流電網(wǎng)中，各換流站間距離較遠(yuǎn)，考慮直流線路建設(shè)的地點(diǎn)和成本，采用架空線路方案。為滿足直流電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的要求，需要縮短直流線路故障后保護(hù)故障邏輯判別和動(dòng)作出口的時(shí)間，若直流線路發(fā)生瞬時(shí)性故障，在保證故障被清除之后繼續(xù)恢復(fù)本條線路的運(yùn)行；若直流線路發(fā)生永久性故障，在準(zhǔn)確判別故障特征并動(dòng)作出口后，切除本條直流線路，確保直流電網(wǎng)其他元件及設(shè)備的正常運(yùn)行。

不同于交流斷路器，直流斷路器由于電力電子器件的使用，其本身含有控制裝置。而直流線路保護(hù)跳閘后將跳閘信號(hào)發(fā)送至直流斷路器的控制裝置，再由其控制裝置發(fā)給直流斷路器本體，整個(gè)過(guò)程增加了延時(shí)，整體上增加了直流線路故障切除的時(shí)間。直流系統(tǒng)是低慣量系統(tǒng)，其故障后的故障電流上升很快，而故障切除時(shí)間又直接關(guān)系到整個(gè)直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行和電力電子器件的安全。因此，有必要開發(fā)一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，能夠更快速的切除直流線路故障，保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)。該裝置能夠可靠、快速的發(fā)送跳閘命令給直流斷路器，從而快速的切斷故障線路，保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述的斷路器控制保護(hù)系統(tǒng)包括上層控制保護(hù)裝置bcp和下層直流斷路器igbt接口裝置bdm，所述的上層控制保護(hù)裝置bcp包括直流斷路器本體控制功能模塊、直流斷路器本體保護(hù)功能模塊，和直流線路保護(hù)功能模塊，將所述直流斷路器本體控制功能模塊、直流斷路器本體保護(hù)功能模塊和直流線路保護(hù)功能模塊設(shè)計(jì)在同一塊板卡或者分別設(shè)計(jì)在單獨(dú)的板卡。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述bcp裝置下發(fā)控制或保護(hù)信號(hào)后，由bdm裝置與直流斷路器中igbt器件通訊和觸發(fā)，同時(shí)bcp裝置監(jiān)視運(yùn)行和操作過(guò)程中，直流斷路器是否有異常，完成對(duì)直流斷路器的控制和保護(hù)功能。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流斷路器本體控制功能包括但不限于直流斷路器分合控制功能、通訊功能、模擬量和開關(guān)量采集功能、直流斷路器重合閘、冗余系統(tǒng)切換。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流斷路器本體保護(hù)功能包括但不限于直流斷路器本體器件保護(hù)、主支路子模塊保護(hù)、轉(zhuǎn)移支路子模塊、機(jī)械開關(guān)、避雷器保護(hù)、控制系統(tǒng)冗余丟失保護(hù)、保護(hù)系統(tǒng)冗余丟失保護(hù)、測(cè)量冗余丟失保護(hù)、水冷系統(tǒng)保護(hù)、不間斷電源保護(hù)、直流斷路器過(guò)流保護(hù)。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述直流線路保護(hù)功能包括但不限于行波保護(hù)、欠壓微分保護(hù)、直流線路縱差保護(hù)、直流線路欠壓過(guò)流保護(hù)、直流線路過(guò)流保護(hù)、直流線路阻抗保護(hù)、直流線路低電壓保護(hù)、直流線路過(guò)電壓保護(hù)、交直流碰線保護(hù)。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，如果混合直流斷路器所需接口數(shù)量較少，bcp裝置和bdm裝置也可以集中配置。

上述的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該裝置可采用雙重化或完全雙重化配置方式。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明提供的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，減少直流線路保護(hù)與直流斷路器動(dòng)作之間的延時(shí)，快速可靠的切除線路故障；

(2)直流線路保護(hù)與直流斷路器控制系統(tǒng)在裝置內(nèi)部通訊，增加了兩者之間的可靠性，減少由于通信原因?qū)е碌南到y(tǒng)異常。

(3)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)配置資源，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，降低成本。

附圖說(shuō)明

圖1是含直流斷路器的雙極結(jié)構(gòu)直流輸電系統(tǒng)；

圖2是含直流斷路器的對(duì)稱單極結(jié)構(gòu)直流輸電系統(tǒng)；

圖3是本發(fā)明混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)示意圖。

圖4是混合型直流斷路器典型結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，能夠可靠、快速的動(dòng)作直流斷路器，達(dá)到快速切除直流線路故障的目的。

圖1和圖2是直流斷路器在雙極結(jié)構(gòu)和單極結(jié)構(gòu)直流輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)配置直流斷路器后，需要相應(yīng)的配置斷路器控制保護(hù)裝置。

圖3是本發(fā)明混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明提出的一種混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞯目刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)，所述的斷路器控制保護(hù)系統(tǒng)包括上層控制保護(hù)裝置bcp和下層直流斷路器igbt接口裝置bdm。所述的上層控制保護(hù)裝置bcp包括直流斷路器本體控制功能模塊、直流斷路器本體保護(hù)功能模塊，和直流線路保護(hù)功能模塊。直流線路保護(hù)不另外配置單獨(dú)的裝置。將所述直流斷路器本體控制功能模塊、直流斷路器本體保護(hù)功能模塊和直流線路保護(hù)功能模塊設(shè)計(jì)在同一塊板卡或者分別設(shè)計(jì)在單獨(dú)的板卡?？蓽p少裝置的數(shù)量，節(jié)約成本，同時(shí)減少了裝置之間通訊，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。該裝置應(yīng)用于圖1和圖2所示含有直流斷路器的直流輸電系統(tǒng)中。

圖3所示的直流斷路器控制保護(hù)系統(tǒng)，在該裝置檢測(cè)到圖1或圖2所示輸電系統(tǒng)發(fā)生直流線路故障后，直流線路保護(hù)邏輯計(jì)算和判斷，達(dá)到動(dòng)作定值后保護(hù)動(dòng)作,通過(guò)直流斷路器本體控制功能模塊對(duì)直流斷路器分合進(jìn)行控制。如圖4所示，bcp裝置下發(fā)控制或保護(hù)信號(hào)后，由bdm裝置與直流斷路器中igbt器件通訊和觸發(fā)，同時(shí)bcp裝置監(jiān)視運(yùn)行和操作過(guò)程中，直流斷路器是否有異常，完成對(duì)直流斷路器的控制和保護(hù)功能。本發(fā)明提供的系統(tǒng)，直流線路保護(hù)功能與直流斷路器本體控制功能存在于同一裝置內(nèi)的不同板卡或相同板卡，板卡間或板卡內(nèi)的通訊方式，相較于光纖或電纜在外部傳輸方式，速度更快，可靠性更高。

如圖3中所示雙重化配置，即配置雙套的控制保護(hù)裝置；另，可采用完全雙重化配置方式，即每套控制保護(hù)裝置中，保護(hù)模塊采用“保護(hù)模塊+啟動(dòng)模塊”的方式，通過(guò)兩個(gè)模塊判斷出該保護(hù)正確動(dòng)作時(shí)，該保護(hù)出口動(dòng)作直流斷路器。

本發(fā)明突破傳統(tǒng)的控制保護(hù)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分開設(shè)計(jì)的概念，結(jié)合直流斷路器的特殊性，將直流線路保護(hù)集成在直流斷路器的控制保護(hù)裝置中，構(gòu)成全新的直流斷路器控制保護(hù)裝置，既滿足直流斷路器的控制保護(hù)需求，又將直流線路保護(hù)跟隨直流線路就地化配置，得到上述的有益效果。

以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。