直流工程行波保護定值改進方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種直流工程行波保護定值改進方法和系統，接收行波保護誤動的區外故障模擬數據，根據區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息，顯示故障錄波信息以及預設的行波保護定值。測試人員可根據顯示的故障錄波信息對預設的行波保護定值進行改進，在根據接收的行波保護修改值對行波保護定值改進，保證區外故障時不誤動后還進行行波保護區內故障試驗，能夠確改進后的行波保護定值使得保行波保護在區外故障時不發生誤動，且在線路故障時行波保護可靠動作，有效避免在短線路直流工程出現誤動，提高了短線路直流工程行波保護可靠性。
【專利說明】
直流工程行波保護定值改進方法和系統
技術領域
[0001] 本發明設及電力電網技術領域，特別是設及一種直流工程行波保護定值改進方法 和系統。
【背景技術】
[0002] 直流保護用于保護直流輸電系統中各一次設備，在故障或異常運行工況下有選擇 性地快速切除系統中的故障或不正常運行設備，保證直流系統及整個電網的安全穩定運 行。直流系統發生線路故障概率比較大，直流線路保護包括行波保護WFPDU電壓突變量保 護27du/dt、線路低電壓保護27DCL、縱差保護87D化L、金屬回線橫差保護87DCLT及金屬回線 縱差保護87MRL。行波保護是直流線路保護的主保護，其能否可靠動作對直流系統乃至整個 電網的穩定運行具有重要的意義。
[0003] 直流工程大多為跨省長線路(大于1000公里)直流工程，傳統的行波保護定值也是 根據長線路整定的。直流線路長度越短，發生接地故障后，相關特征量傳輸過程中的崎變和 衰減越小，行波保護檢測到的相關特征量變化越顯著，保護判據更容易滿足。因此在短線路 直流工程中，若沿用長線路的行波保護參數，則在線路保護區外故障時，行波保護存在誤動 可能，行波保護可靠性低。

【發明內容】

[0004] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種可提高短線路直流工程行波保護可靠性 的直流工程行波保護定值改進方法和系統。
[0005] -種直流工程行波保護定值改進方法，包括W下步驟：
[0006] 接收行波保護誤動的區外故障模擬數據；
[0007] 根據所述區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息；
[000引顯示所述故障錄波信息W及預設的行波保護定值；
[0009] 檢測是否接收到行波保護修改值；
[0010] 若是，則根據所述行波保護修改值對所述行波保護定值進行更新，并返回所述接 收行波保護誤動的區外故障模擬數據的步驟；
[0011] 若否，則根據所述行波保護定值進行行波保護區內故障試驗，顯示試驗結果；
[0012] 當接收到對應于所述試驗結果輸入的測試通過指令時，保存所述行波保護定值。
[0013] -種直流工程行波保護定值改進系統，包括：
[0014] 數據接收模塊，用于接收行波保護誤動的區外故障模擬數據；
[0015] 信息生成模塊，用于根據所述區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息；
[0016] 信息檢測模塊，用于顯示所述故障錄波信息W及預設的行波保護定值，并檢測是 否接收到行波保護修改值；
[0017] 定值更新模塊，用于在接收到行波保護修改值時，根據所述行波保護修改值對所 述行波保護定值進行更新，并控制所述數據接收模塊再次接收行波保護誤動的區外故障模 擬數據；
[0018] 故障試驗模塊，用于在未接收到行波保護修改值時，根據所述行波保護定值進行 行波保護區內故障試驗，顯示試驗結果；
[0019] 定值保存模塊，用于當接收到對應于所述試驗結果輸入的測試通過指令時，保存 所述行波保護定值。
[0020] 上述直流工程行波保護定值改進方法和系統，接收行波保護誤動的區外故障模擬 數據，根據區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息，顯示故障錄波信息W及預設的行 波保護定值。測試人員可根據顯示的故障錄波信息對預設的行波保護定值進行改進，在根 據接收的行波保護修改值對行波保護定值改進，保證區外故障時不誤動后還進行行波保護 區內故障試驗，能夠確保改進后的行波保護定值使得行波保護在區外故障時不發生誤動， 且在線路故障時行波保護可靠動作，有效避免在短線路直流工程出現誤動，提高了短線路 直流工程行波保護可靠性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為一實施例中直流工程行波保護定值改進方法的流程圖；
[0022] 圖2為一實施例中直流工程行波保護定值改進方法的試驗波形圖；
[0023] 圖3為另一實施例中直流工程行波保護定值改進方法的試驗波形圖；
[0024] 圖4為一實施例中直流工程行波保護定值改進系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0025] 在一個實施例中，一種直流工程行波保護定值改進方法，適用于短線路直流工程 的行波保護定值改進，短線路具體可指1000公里W下的線路。如圖1所示，該方法包括W下 步驟：
[0026] 步驟SllO:接收行波保護誤動的區外故障模擬數據。
[0027] 區外故障模擬數據用于對可能使行波保護誤動的區外故障進行模擬。區外故障模 擬數據的具體類型并不唯一，可包括直流母線閥側接地模擬數據和/或換流變閥側單相接 地模擬數據。測試人員具體可輸入區外故障模擬數據至RTDSUeal Time Digital Simulator,實時數字仿真儀），在最嚴重、最極端(額定功率、弱交流系統）的工況下對可能 使行波保護誤動的區外故障進行重現。
[0028] 本實施例中，區外故障模擬數據同時包括直流母線閥側接地模擬數據和換流變閥 側單相接地模擬數據，根據換流變閥側單相接地故障、直流母線閥側接地時的相關特征量 進行故障模擬，W用作改進行波保護定值，提高測試準確性。
[0029] 步驟S120:根據區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息。
[0030] 根據接收的區外故障模擬數據進行區外故障模擬，生成故障錄波信息。故障錄波 信息具體可包括故障波形和/或故障特征量。生成的故障錄波信息用于提供給測試人員進 行查看，判斷保存的行波保護定值是否會引發區外故障保護誤動。在一個實施例中，步驟 Sl 20包括步驟122和步驟124。
[0031] 步驟122:根據區外故障模擬數據生成對應的模擬量和開關量。
[0032] 具體地，RTDS接收到區外故障模擬數據后，根據區外故障模擬數據生成模擬量和 開關量發送至控制保護裝置。其中，模擬量可包括交流電壓、電流和直流電壓、電流等，開關 量可包括開關、刀閩狀態，換流變分接頭檔位等。
[0033] 步驟124:根據模擬量和開關量生成相應的故障錄波信息。
[0034] 控制保護裝置根據接收的模擬量和開關量進行故障模擬，生成故障錄波信息。具 體可W是生成故障波形，W及根據故障波形獲取誤動時的最大特征值作為故障特征量，故 障特征量可包括直流電壓變化率、直流電壓突變量和直流電流突變量。
[0035] 利用RTD對苔建等值電源模型并與控制保護裝置形成閉環試驗系統，對可能使行波 保護誤動的區外故障進行重現，W得到誤動時的最大特征值，確保測試準確性。
[0036] 步驟S130:顯示故障錄波信息W及預設的行波保護定值。
[0037] 具體可W是通過控制保護裝置內置的故障錄波器顯示故障錄波信息和行波保護 定值，W便測試人員觀察。本實施例中，行波保護定值包括直流電壓變化率定值、直流電壓 突變量定值和直流電流突變量定值。其中，直流電壓突變量定值和直流電流突變量定值均 可包括逆變側定值和整流側定值。測試人員可根據顯示的故障錄波信息，判斷是否需要對 行波保護定值進行修改。若需要對行波保護定值進行修改，則測試人員可輸入行波保護修 改值，確保設定新的行波保護動作定值躲過區外故障誤動時的最大特征值。
[0038] 步驟S140:檢測是否接收到行波保護修改值。
[0039] 檢測是否接收到行波保護修改值，若是，則根據行波保護修改值對行波保護定值 進行更新，并返回步驟Sl 10，對行波保護定值進行修改后重復進行試驗，驗證定值改進后行 波保護是否滿足可靠性的要求。若未接收到行波保護修改值，則進行步驟S150。例如，若在 顯示故障錄波信息W及行波保護定值后預設時長，或者接收到測試人員輸入的用于確認不 修改的指令時，均可認為是未接收到行波保護修改值。
[0040] 步驟S150:根據行波保護定值進行行波保護區內故障試驗，顯示試驗結果。
[0041] 行波保護區內故障試驗的具體類型并不唯一，本實施例中，行波保護區內故障試 驗包括直流線路金屬性故障試驗和/或直流線路經電阻接地故障試驗。具體可通過RTDS對 行波保護區內典型故障進行仿真，驗證定值改進后行波保護是否依然滿足選擇性、速動性 及靈敏性的要求，并將試驗結果進行顯示W便測試人員觀察。
[0042] 在確保新的行波保護定值區外故障時不誤動后，還通過進行區內故障試驗，W驗 證定值改進后行波保護是否滿足可靠性的要求，保證在線路故障時可靠動作，確保短線路 直流工程行波保護可靠性。
[0043] 步驟S160:當接收到對應于試驗結果輸入的測試通過指令時，保存行波保護定值。
[0044] 當測試人員根據試驗結果觀察得到行波保護區內故障試驗通過后，可輸入測試通 過指令。在接收到測試通過指令后對行波保護定值，完成直流工程行波保護定值的改進。
[0045] 如表1所述為一實施例中初始的直流行波保護原理和原始定值表。
[0046]
[0047] 表1
[004引其中，du/dt為直流電壓變化率，Delta U為直流電壓突變量，Delta I為直流電流 突變量。A 1、A 2和A 3分別為直流電壓變化率定值、直流電壓突變量定值和直流電流突變量 定值。
[0049] 表2為一實施例中的RTDS試驗項目及結果。
[(K)加 ]
[0化1 ]
[0052J 表2
[0053] 試驗1.1和試驗1.2均發生了行波保護誤動情況，故障波形分別如圖2和圖3所示。 分析試驗1.1錄波可知，故障過程中duMt的峰值達到了0.152,剛剛達到口檻值，而Delta U 和Delta I峰值分別達到0.606和0.959，均遠大于定值。試驗1.2波形與1.1相似，du/dt的峰 值為0.141，剛達到定值，而Delta U和Delta I則遠大于定值。
[0054] 由此可知，只需將定值A 1略微增大，便可避免保護誤動，而A 2和A 3則不必改動。 由于突變量保護27du/dt也需要用到du/dt定值，因此A 1的整定不僅要考慮行波保護在區 外故障時可靠不動，還要同時保證行波保護和27duAlt在區內故障時可靠動作?？稍O置新的 A 1 = 0.17/0.156ms(85kV/0.156ms)。A 1修改后，重做行波保護區外故障試驗1.1和1.2,其 結果如附表2中2.1和2.2所示，此時行波保護可靠不動作。
[0055] 除此外，還對直流線路的典型金屬性故障進行了仿真，結果如附表2中3.1至3.2所 示。由結果可知，定值修改后，行波保護對線路金屬性故障依然能靈敏反應和正確動作。
[0056] 同時為了校核定值改進后電壓突變量保護27du/dt的性能，對線路經電阻接地故 障進行了仿真，如附表2中3.3所示，結果表明，當過渡電阻小于50 Q時，行波保護動作；當過 渡電阻介于50 Q至70 Q之間時，27加/化動作；當過渡電阻大于70 Q時，27D化動作。可見，定 值修改后，27加/化依然能與行波保護及后備保護27DCL依然能正確配合。
[0057] 上述直流工程行波保護定值改進方法，測試人員可根據顯示的故障錄波信息對預 設的行波保護定值進行改進，在根據接收的行波保護修改值對行波保護定值改進，保證區 外故障時不誤動后還進行行波保護區內故障試驗，能夠確改進后的行波保護定值使得保行 波保護在區外故障時不發生誤動，且在線路故障時行波保護可靠動作，有效避免在短線路 直流工程出現誤動，提高了短線路直流工程行波保護可靠性。
[005引在一個實施例中，一種直流工程行波保護定值改進系統，適用于短線路直流工程 的行波保護定值改進，短線路具體可指1000公里W下的線路。如圖4所示，該系統包括數據 接收模塊110、信息生成模塊120、信息檢測模塊130、定值更新模塊140、故障試驗模塊150和 定值保存模塊160。
[0059] 數據接收模塊110用于接收行波保護誤動的區外故障模擬數據。
[0060] 區外故障模擬數據用于對可能使行波保護誤動的區外故障進行模擬。區外故障模 擬數據的具體類型并不唯一，可包括直流母線閥側接地模擬數據和/或換流變閥側單相接 地模擬數據。本實施例中，區外故障模擬數據同時包括直流母線閥側接地模擬數據和換流 變閥側單相接地模擬數據，根據換流變閥側單相接地故障、直流母線閥側接地時的相關特 征量進行故障模擬，W用作改進行波保護定值，提高測試準確性。
[0061] 信息生成模塊120用于根據區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息。
[0062] 根據接收的區外故障模擬數據進行區外故障模擬，生成故障錄波信息。故障錄波 信息具體可包括故障波形和/或故障特征量。生成的故障錄波信息用于提供給測試人員進 行查看，判斷保存的行波保護定值是否會引發區外故障保護誤動。在一個實施例中，信息生 成模塊120包括第一處理單元和第二處理單元。
[0063] 第一處理單元用于根據區外故障模擬數據生成對應的模擬量和開關量。
[0064] 模擬量可包括交流電壓、電流和直流電壓、電流等，開關量可包括開關、刀閩狀態， 換流變分接頭檔位等。
[0065] 第二處理單元用于根據模擬量和開關量生成相應的故障錄波信息。
[0066] 根據模擬量和開關量進行故障模擬，生成故障錄波信息。具體可W是生成故障波 形，W及根據故障波形獲取誤動時的最大特征值作為故障特征量，故障特征量可包括直流 電壓變化率、直流電壓突變量和直流電流突變量。
[0067] 信息檢測模塊130用于顯示故障錄波信息W及預設的行波保護定值，并檢測是否 接收到行波保護修改值。
[0068] 顯示故障錄波信息和行波保護定值，W便測試人員觀察。本實施例中，行波保護定 值包括直流電壓變化率定值、直流電壓突變量定值和直流電流突變量定值。其中，直流電壓 突變量定值和直流電流突變量定值均可包括逆變側定值和整流側定值。測試人員可根據顯 示的故障錄波信息，判斷是否需要對行波保護定值進行修改。若需要對行波保護定值進行 修改，則測試人員可輸入行波保護修改值，確保設定新的行波保護動作定值躲過區外故障 誤動時的最大特征值。
[0069] 定值更新模塊140用于在接收到行波保護修改值時，根據行波保護修改值對行波 保護定值進行更新，并控制數據接收模塊110再次接收行波保護誤動的區外故障模擬數據， 對行波保護定值進行修改后重復進行試驗，驗證定值改進后行波保護是否滿足可靠性的要 求。
[0070] 故障試驗模塊150用于在未接收到行波保護修改值時，根據行波保護定值進行行 波保護區內故障試驗，顯示試驗結果。若未接收到行波保護修改值，則進行行波保護區內故 障試驗。例如，若在顯示故障錄波信息W及行波保護定值后預設時長，或者接收到測試人員 輸入的用于確認不修改的指令時，均可認為是未接收到行波保護修改值。
[0071] 行波保護區內故障試驗的具體類型并不唯一，本實施例中，行波保護區內故障試 驗包括直流線路金屬性故障試驗和/或直流線路經電阻接地故障試驗。具體可通過RTDS對 行波保護區內典型故障進行仿真，驗證定值改進后行波保護是否依然滿足選擇性、速動性 及靈敏性的要求，并將試驗結果進行顯示W便測試人員觀察。
[0072] 定值保存模塊160用于當接收到對應于試驗結果輸入的測試通過指令時，保存行 波保護定值。
[0073] 當測試人員根據試驗結果觀察得到行波保護區內故障試驗通過后，可輸入測試通 過指令。在接收到測試通過指令后對行波保護定值，完成直流工程行波保護定值的改進。在 確保新的行波保護定值區外故障時不誤動后，還通過進行區內故障試驗，W驗證定值改進 后行波保護是否滿足可靠性的要求，保證在線路故障時可靠動作，確保短線路直流工程行 波保護可靠性。
[0074] 上述直流工程行波保護定值改進系統，測試人員可根據顯示的故障錄波信息對預 設的行波保護定值進行改進，在根據接收的行波保護修改值對行波保護定值改進，保證區 外故障時不誤動后還進行行波保護區內故障試驗，能夠確保改進后的行波保護定值使得行 波保護在區外故障時不發生誤動，且在線路故障時行波保護可靠動作，有效避免在短線路 直流工程出現誤動，提高了短線路直流工程行波保護可靠性。
[0075] W上所述實施例的各技術特征可W進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要運些技術特征的組合不存 在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0076] W上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來 說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進，運些都屬于本發明的保護 范圍。因此，本發明專利的保護范圍應W所附權利要求為準。
【主權項】
1. 一種直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，包括以下步驟： 接收行波保護誤動的區外故障模擬數據； 根據所述區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息； 顯示所述故障錄波信息以及預設的行波保護定值； 檢測是否接收到行波保護修改值； 若是，則根據所述行波保護修改值對所述行波保護定值進行更新，并返回所述接收行 波保護誤動的區外故障模擬數據的步驟； 若否，則根據所述行波保護定值進行行波保護區內故障試驗，顯示試驗結果； 當接收到對應于所述試驗結果輸入的測試通過指令時，保存所述行波保護定值。2. 根據權利要求1所述的直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，所述根據所述 區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息的步驟，包括以下步驟： 根據所述區外故障模擬數據生成對應的模擬量和開關量； 根據所述模擬量和開關量生成相應的故障錄波信息。3. 根據權利要求1所述的直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，所述行波保護 定值包括直流電壓變化率定值、直流電壓突變量定值和直流電流突變量定值。4. 根據權利要求1所述的直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，所述區外故障 模擬數據包括直流母線閥側接地模擬數據和/或換流變閥側單相接地模擬數據。5. 根據權利要求1所述的直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，所述故障錄波 信息包括故障波形和/或故障特征量。6. 根據權利要求1所述的直流工程行波保護定值改進方法，其特征在于，所述行波保護 區內故障試驗包括直流線路金屬性故障試驗和/或直流線路經電阻接地故障試驗。7. -種直流工程行波保護定值改進系統，其特征在于，包括： 數據接收模塊，用于接收行波保護誤動的區外故障模擬數據； 信息生成模塊，用于根據所述區外故障模擬數據生成相應的故障錄波信息； 信息檢測模塊，用于顯示所述故障錄波信息以及預設的行波保護定值，并檢測是否接 收到行波保護修改值； 定值更新模塊，用于在接收到行波保護修改值時，根據所述行波保護修改值對所述行 波保護定值進行更新，并控制所述數據接收模塊再次接收行波保護誤動的區外故障模擬數 據； 故障試驗模塊，用于在未接收到行波保護修改值時，根據所述行波保護定值進行行波 保護區內故障試驗，顯示試驗結果； 定值保存模塊，用于當接收到對應于所述試驗結果輸入的測試通過指令時，保存所述 行波保護定值。8. 根據權利要求7所述的直流工程行波保護定值改進系統，其特征在于，所述信息生成 豐吳塊包括： 第一處理單元，用于根據所述區外故障模擬數據生成對應的模擬量和開關量； 第二處理單元，用于根據所述模擬量和開關量生成相應的故障錄波信息。9. 根據權利要求7所述的直流工程行波保護定值改進系統，其特征在于，所述行波保護 定值包括直流電壓變化率定值、直流電壓突變量定值和直流電流突變量定值。10.根據權利要求7所述的直流工程行波保護定值改進系統，其特征在于，所述行波保 護區內故障試驗包括直流線路金屬性故障試驗和/或直流線路經電阻接地故障試驗。
【文檔編號】H02H7/26GK106099877SQ201610602366
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610602366.5, CN 106099877 A, CN 106099877A, CN 201610602366, CN-A-106099877, CN106099877 A, CN106099877A, CN201610602366, CN201610602366.5
【發明人】朱煜昆
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心