本發(fā)明涉及電網(wǎng)故障穿越，尤其涉及一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、直流線路故障清除是柔性直流輸電工程的關(guān)鍵技術(shù)。柔性直流線路發(fā)生故障時，交流側(cè)通過反并聯(lián)的二極管向直流側(cè)故障點持續(xù)注入故障電流，無法實現(xiàn)故障自清除。若需跳換流站交流進線開關(guān)，故障恢復(fù)時間長，直流側(cè)故障將造成交流側(cè)三相短路，擴大故障范圍。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，在直流工程中采用全橋+半橋混合結(jié)構(gòu)，利用全橋特性主動輸出負直流電壓，將線路能量向兩側(cè)交流系統(tǒng)泄放，實現(xiàn)直流架空線故障自清除。然而，直流工程負壓清除技術(shù)在換流器實現(xiàn)故障清除時，輸出負壓可能會導(dǎo)致故障點電弧反向重燃，甚至過零多次重燃，無法保證故障清除時間，清除效果不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法和裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用負壓清除技術(shù)在換流器實現(xiàn)故障清除時，輸出負壓可能會導(dǎo)致故障點電弧反向重燃，甚至過零多次重燃，無法保證故障清除時間，清除效果不穩(wěn)定的技術(shù)問題。

2、有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供了一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有正極直流母線和負極直流母線，柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述送端柔性直流換流站的出線端或所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法包括：

3、在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站分別控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零；

4、當(dāng)流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零時，所述輔助開關(guān)被拉開，通過可向故障點注入能量的所述送端柔性直流換流站或所述受端柔性直流換流站控制發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線電流降低并注入環(huán)流，在所述輔助開關(guān)上形成交流過零點；

5、在去游離時間后，控制所述輔助開關(guān)重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率。

6、可選地，所述輔助開關(guān)為高速機械開關(guān)或交流斷路器。

7、本發(fā)明第二方面提供了另一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有正極直流母線和負極直流母線，柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述送端柔性直流換流站的出線端和所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法包括：

8、在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零；

9、檢測是否所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均已拉開；

10、若所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均已拉開，則在去游離時間后，控制所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率；

11、若所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)中僅有一側(cè)所述輔助開關(guān)被拉開，則通過可向故障點注入能量的所述送端柔性直流換流站或所述受端柔性直流換流站控制發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線電流降低并注入環(huán)流，在被拉開的所述輔助開關(guān)上形成交流過零點，在去游離時間后，控制被拉開的所述輔助開關(guān)重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率。

12、可選地，所述輔助開關(guān)為高速機械開關(guān)或交流斷路器。

13、本發(fā)明第三方面提供了另一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有雙回正極直流母線和雙回負極直流母線，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述雙回正極直流母線和所述雙回負極直流母線的所述送端柔性直流換流站的出線端和所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法包括：

14、在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線上的所述輔助開關(guān)的電流被降低至零；

15、在流經(jīng)發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線上的所述輔助開關(guān)被拉開后，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率；

16、在去游離時間后，控制被拉開的所述輔助開關(guān)重合閘。

17、本發(fā)明第四方面提供了一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有正極直流母線和負極直流母線，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述送端柔性直流換流站的出線端或所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置包括：

18、第一控制單元，用于在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站分別控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零；

19、第二控制單元，用于當(dāng)流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零時，所述輔助開關(guān)被拉開，通過可向故障點注入能量的所述送端柔性直流換流站或所述受端柔性直流換流站控制發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線電流降低并注入環(huán)流，在所述輔助開關(guān)上形成交流過零點；

20、第三控制單元，用于在去游離時間后，控制所述輔助開關(guān)重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率。

21、可選地，所述輔助開關(guān)為高速機械開關(guān)或交流斷路器。

22、本發(fā)明第五方面提供了另一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有正極直流母線和負極直流母線，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述送端柔性直流換流站的出線端和所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置包括：

23、第四控制單元，用于在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)所述輔助開關(guān)的電流被降低至零；

24、檢測單元，用于檢測是否所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均已拉開；

25、第五控制單元，用于若所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均已拉開，則在去游離時間后，控制所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)均重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率；

26、第六控制單元，用于若所述送端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)和所述受端柔性直流換流站的所述輔助開關(guān)中僅有一側(cè)所述輔助開關(guān)被拉開，則通過可向故障點注入能量的所述送端柔性直流換流站或所述受端柔性直流換流站控制發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線電流降低并注入環(huán)流，在被拉開的所述輔助開關(guān)上形成交流過零點，在去游離時間后，控制被拉開的所述輔助開關(guān)重合閘，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率。

27、可選地，所述輔助開關(guān)為高速機械開關(guān)或交流斷路器。

28、本發(fā)明第六方面提供了另一種基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置，應(yīng)用于柔性多端直流輸電系統(tǒng)，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)包括送端柔性直流換流站和受端柔性直流換流站，所述送端柔性直流換流站與所述受端柔性直流換流站之間連接有雙回正極直流母線和雙回負極直流母線，所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)還包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)安裝在所述雙回正極直流母線和所述雙回負極直流母線的所述送端柔性直流換流站的出線端和所述受端柔性直流換流站的出線端，基于開關(guān)輔助的直流故障穿越裝置包括：

29、第七控制單元，用于在所述柔性多端直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流側(cè)故障時，所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站控制直流側(cè)的電壓或電流降低，使得流經(jīng)發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線上的輔助開關(guān)的電流被降低至零；

30、第八控制單元，用于在流經(jīng)發(fā)生直流側(cè)故障的直流母線上的所述輔助開關(guān)被拉開后，控制所述送端柔性直流換流站和所述受端柔性直流換流站重新建立電壓并恢復(fù)功率；

31、第九控制單元，用于在去游離時間后，控制被拉開的所述輔助開關(guān)重合閘。

32、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的新能源場站送出線路縱聯(lián)保護方法具有以下優(yōu)點：

33、本發(fā)明提供的基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，在送端柔性直流換流站的出線端或受端柔性直流換流站的出線端設(shè)置輔助開關(guān)與送受兩端之間的直流母線連接，檢測到直流側(cè)故障出現(xiàn)時，與故障點連接的換流站通過控制降壓降流運行，通過主動注入環(huán)流，在直流側(cè)形成小交流量，輔助開關(guān)被拉開，故障點兩側(cè)形成物理斷口，強迫故障點熄弧或隔離，防止故障點出現(xiàn)反向燃弧，熄弧時間穩(wěn)定可靠，在去游離時間后，控制輔助開關(guān)重合閘，降壓降流的換流器恢復(fù)正常運行，故障清除過程完成，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用負壓清除技術(shù)在換流器實現(xiàn)故障清除時，輸出負壓可能會導(dǎo)致故障點電弧反向重燃，甚至過零多次重燃，無法保證故障清除時間，清除效果不穩(wěn)定的技術(shù)問題。

34、同時，本發(fā)明提供的基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，采用高速機械開關(guān)或交流斷路器而不采用直流開關(guān)作為輔助開關(guān)，不要求輔助開關(guān)具備直流開斷能力，對開關(guān)的性能要求低，降低了成本。

35、同時，本發(fā)明提供的基于開關(guān)輔助的直流故障穿越方法，在雙回線拓撲情況下，故障清除時間無需考慮故障點去游離時間，能夠大大縮短功率中斷時間。