一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统控制技术领域，尤其是涉及一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统。

背景技术：

目前，由于工程建设初期或枯水期来水较少等原因，电厂并网发电的机组数量较少，使得直流送端附近电厂处于较小开机的低负荷运行状态。

在小开机方式中，由于开机数量的减少，对应直流送端交流系统的短路容量减小，将导致交直流系统相互影响问题更为突出；若由于交流系统出现故障导致直流系统与主网联络线跳闸而进入直流孤岛运行方式，则交流系统短路容量则进一步减小，这样容易出现直流输电系统的稳定性问题，例如，交流系统短路容量的减小，将使得在工频下和低次谐波下的等值阻抗增加，导致其更容易和直流系统投入运行的交流滤波器发生并联谐振，最终造成设备损害。

现有技术中，为了确保直流输电系统的安全稳定运行，一般采取事前离线仿真的手段，明确不同直流功率水平下的系统稳定运行边界，同时校核直流被动进入孤岛运行时系统的安全边界，通过预留较大的稳定裕度或不安排直流送电等措施进行预防。如专利CN102368619B一种评估直流孤岛送电系统接入要求的方法，其提供了一种评估直流孤岛送电系统接入要求的方法，针对直流孤岛送电系统，推导得出维持直流额定输电功率对短路比的技术要求、维持直流送端换流母线合理工频过电压水平对短路比的技术要求、以及满足直流系统滤波器投切系统电压波动限值对短路比的技术要求；在此基础上，综合三方面因素提出直流对送端孤岛系统短路比的综合要求，并考虑发电机和升压变压器等值电抗影响，求解出送端发电厂与直流整流站之间的临界交流联络线路长度和各因素对短路比的影响程度，从而完成对给定直流孤岛送电系统是否满足系统接入要求的评估。

但是，现有技术方案主要通过各种仿真手段计算得到直流孤岛运行的安全边界条件，用于在安排电网运行方式时确保系统运行在稳定范围内，仍然存在至少如下缺陷：其一，现有技术中并未考虑小开机方式下直流孤岛运行的系统稳定问题，或者不安排小开机方式下直流运行；其二，现有技术中只考虑主动安排直流孤岛运行，以尽量降低因故障跳闸导致的被动孤岛的概率，但缺少被动孤岛运行的稳定控制。

技术实现要素：

本实用新型提供一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统，以解决现有的用于解决直流输电系统直流孤岛的方案中没有考虑小开机方式和缺少被动孤岛运行的稳定控制的技术问题，从而有效地实现小开机方式下被动孤岛运行的稳定控制，进而确保直流输电系统的安全稳定运行，同时降低系统安全风险，实现最大发电。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统，包括发电厂稳控装置、整流站稳控装置、孤岛判别装置、直流控制保护装置；

在直流送端处于小开机方式时，所述孤岛判别装置用于检测孤岛运行方式，所述孤岛判别装置的第一孤岛信号输出端与所述直流控制保护装置的第一孤岛信号输入端连接，所述孤岛判别装置的第二孤岛信号输出端与所述整流站稳控装置的第二孤岛信号输入端连接；

所述直流控制保护装置的直流运行信号输出端与所述整流站稳控装置的直流运行信号输入端连接，所述整流站稳控装置的切机信号输出端与所述发电厂稳控装置的切机信号输入端连接，所述发电厂稳控装置根据所述发电厂稳控装置发送的切机信号切除电厂发电机组。

作为优选方案，所述直流控制保护装置包括被动孤岛闭锁控制功能模块、交流联络线功率检测模块、直流功率检测模块以及第一控制模块；

所述被动孤岛闭锁控制功能模块的输出端与所述第一控制模块的第一输入端连接，所述交流联络线功率检测模块的输出端与所述第一控制模块的第二输入端连接，所述直流功率检测模块的输出端与所述第一控制模块的第三输入端连接，所述直流控制保护装置的第一孤岛信号输入端与所述第一控制模块的第四输入端连接，所述第一控制模块的输出端与所述直流控制保护装置的直流运行信号输出端连接。

作为优选方案，所述孤岛判别装置包括第一孤岛判别模块、第二孤岛判别模块以及第二控制模块，所述第一孤岛判别模块用于检测整流站与主网之间的交流联络线断路器状态，所述第二孤岛判别模块用于检测整流站与主网之间的交流联络线电气量；

所述第一孤岛判别模块的输出端与所述第二控制模块的第一输入端连接，所述第二孤岛判别模块的输出端与所述第二控制模块的第二输入端连接，所述第二控制模块的第一输出端与所述孤岛判别装置的第一孤岛信号输出端连接，所述第二控制模块的第二输出端与所述孤岛判别装置的第二孤岛信号输出端连接。

作为优选方案，所述整流站稳控装置包括第一整流判断模块、第二整流判断模块以及第三控制模块；

所述第一整流判断模块的输入端与所述整流站稳控装置的第二孤岛信号输入端连接，所述第一整流判断模块的输出端与所述第三控制模块的第一输入端连接，所述第二整流判断模块的输入端与所述整流站稳控装置的直流运行信号输入端连接，所述第二整流判断模块的输出端与所述第三控制模块的第二输入端连接，所述第三控制模块的输出端与所述整流站稳控装置的切机信号输出端连接。

作为优选方案，所述整流站稳控装置还包括可切机组识别模块，所述发电厂稳控装置包括发电厂机组检测模块；

所述发电厂机组检测模块用于在被动孤岛闭锁控制模式运行时检测电厂的机组运行状态，所述发电厂机组检测模块的输出端与所述可切机组识别模块的输入端连接，所述可切机组识别模块的输出端与所述第三控制模块的第三输入端连接。

作为优选方案，所述发电厂稳控装置还包括切机执行模块；

所述切机执行模块用于切除发电机组，所述切机执行模块的输入端与所述发电厂稳控装置的切机信号输入端连接。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过所述直流控制保护装置检测直流送端的运行状态，当直流送端处于小开机方式时，所述直流控制保护装置启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，进入被动孤岛闭锁控制模式，以避免由于开机数量的减少导致交直流系统相互影响，在直流输电系统出现故障导致跳闸时被动进入孤岛运行方式之前，起到预防作用，并在被动孤岛运行方式下实现被动孤岛运行的稳定控制；这样不仅考虑到了小开机方式下直流孤岛运行的系统稳定问题，而且能够有效地确保直流输电系统的安全稳定运行，同时降低系统安全风险，避免设备受到损害。

通过所述孤岛判别装置实时检测直流系统是否被动进入孤岛运行方式，当检测到整流站与主网之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，即可向所述整流站稳控装置和所述直流控制保护装置发送孤岛信号，以使所述直流控制保护装置和所述整流站稳控装置实现被动孤岛运行的稳定控制，降低系统安全风险和避免设备受到损害。

当所述整流站稳控装置3接收到所述孤岛信号和所述闭锁直流信号时，向所述发电厂稳控装置发送切机信号，以使所述发电厂稳控装置切除电厂发电机组，从而有效地降低直流输电系统的稳定风险，及时切除机组，从而有效地提高了电网运行的稳定性。其中，所述整流站稳控装置通过所述直流控制保护装置实时采集直流运行信号，所述直流运行信号包括直流运行状态(解锁\闭锁\ESOF)，当所述直流控制保护装置控制直流双极闭锁停运时，当所述直流运行信号中的闭锁直流信号被所述整流站稳控装置接收到时，判断直流双极闭锁，同时结合所述孤岛信号判断系统处于被动孤岛运行状态，从而向所述发电厂稳控装置发送切机信号。

这样，通过所述发电厂稳控装置、所述整流站稳控装置、所述孤岛判别装置、所述直流控制保护装置共同工作，以实现直流输电系统在直流送端小开机方式下，降低由于出现故障跳闸被动进入孤岛运行而导致的稳定风险；同时，当进入直流孤岛运行方式时，实现了闭锁直流和切除机组，从而确保直流输电系统的稳定性，进而实现直流送端小开机方式下的最大送电，提升系统送电能力与稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的直流控制保护装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的孤岛判别装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一的整流站稳控装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一的发电厂稳控装置的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一的直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的控制逻辑图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、直流控制保护装置；11、被动孤岛闭锁控制功能模块；12、交流联络线功率检测模块；13、直流功率检测模块；14、第一控制模块；

2、孤岛判别装置；21、第一孤岛判别模块；22、第二孤岛判别模块；23、第二控制模块；

3、整流站稳控装置；31、第一整流判断模块；32、第二整流判断模块；33、第三控制模块；34、可切机组识别模块；

4、发电厂稳控装置；41、切机执行模块；42、发电厂机组检测模块；

5、发电厂；6、整流站；7、逆变站；8、主网；9、负荷中心。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，本实用新型优选实施例提供一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统，包括发电厂稳控装置4、整流站稳控装置3、孤岛判别装置2、直流控制保护装置1；

所述直流控制保护装置1在直流送端处于小开机方式时，所述孤岛判别装置2用于检测孤岛运行方式；所述孤岛判别装置2的第一孤岛信号输出端与所述直流控制保护装置1的第一孤岛信号输入端连接，所述孤岛判别装置2的第二孤岛信号输出端与所述整流站稳控装置3的第二孤岛信号输入端连接；

所述直流控制保护装置1的直流运行信号输出端与所述整流站稳控装置3的直流运行信号输入端连接，所述整流站稳控装置3的切机信号输出端与所述发电厂稳控装置4的切机信号输入端连接，所述发电厂稳控装置4根据所述发电厂稳控装置4发送的切机信号切除电厂发电机组。

其中，所述直流控制保护装置1，用于在直流送端处于小开机方式时，进入被动孤岛闭锁控制模式；且在接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号时，判断是否满足直流被动孤岛闭锁控制逻辑条件，若是，则控制直流双极闭锁停运；以及向所述整流站稳控装置3实时发送直流运行信号，所述直流运行信号包括闭锁直流信号；

所述孤岛判别装置2，用于在检测到整流站6与主网8之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，判定直流系统被动进入孤岛运行方式，并向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号；

所述整流站稳控装置3，用于在接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号和所述直流控制保护装置1的直流运行信号时，根据所述孤岛信号和所述闭锁直流信号，向所述发电厂稳控装置4发送切机信号；

所述发电厂稳控装置4，用于在接收到所述整流站稳控装置3的切机信号时，根据所述切机信号切除电厂发电机组。

在本实用新型实施例中，通过所述直流控制保护装置1检测直流送端的运行状态，当判断直流送端处于小开机方式时，所述直流控制保护装置1启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，进入被动孤岛闭锁控制模式，以避免由于开机数量的减少导致交直流系统相互影响，在直流输电系统出现故障导致跳闸时被动进入孤岛运行方式之前，起到预防作用，并在被动孤岛运行方式下实现被动孤岛运行的稳定控制；这样不仅考虑到了小开机方式下直流孤岛运行的系统稳定问题，而且能够有效地确保直流输电系统的安全稳定运行，同时降低系统安全风险，避免设备受到损害。

通过所述孤岛判别装置2实时检测直流系统是否被动进入孤岛运行方式，当检测到整流站6与主网8之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，即可向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号，以使所述直流控制保护装置1和所述整流站稳控装置3实现被动孤岛运行的稳定控制，降低系统安全风险和避免设备受到损害。

当所述整流站稳控装置3接收到所述孤岛信号和所述闭锁直流信号时，向所述发电厂稳控装置4发送切机信号，以使所述发电厂稳控装置4切除电厂发电机组，从而有效地降低直流输电系统的稳定风险，及时切除机组，从而有效地提高了电网运行的稳定性。其中，所述整流站稳控装置3通过所述直流控制保护装置实时采集直流运行信号，所述直流运行信号包括直流运行状态(解锁\闭锁\ESOF)，当所述直流控制保护装置1控制直流双极闭锁停运时，当所述直流运行信号中的闭锁直流信号被所述整流站稳控装置3接收到时，判断直流双极闭锁，同时结合所述孤岛信号判断系统处于被动孤岛运行状态，从而向所述发电厂稳控装置4发送切机信号。

这样，通过所述发电厂稳控装置4、所述整流站稳控装置3、所述孤岛判别装置2、所述直流控制保护装置1共同工作，以实现直流输电系统在直流送端小开机方式下，降低由于出现故障跳闸被动进入孤岛运行而导致的稳定风险；同时，当进入直流孤岛运行方式时，实现了闭锁直流和切除机组功能，从而确保直流输电系统的稳定性，进而实现直流送端小开机方式下的最大送电，提升系统送电能力与稳定性。

在本实施例中，应当说明的是，所述直流送端是指直流输电系统的整流侧端，一般为直流配套的电源；而所述小开机方式中，与电厂并网发电的机组数量较少，机组数量一般为1至3台，在工程建设初期或枯水期等来水较少时期，直流送端中的机组数量根据水量的大小进行调整。其中，由于交流系统短路容量是用于衡量交流系统强度的一个重要指标，当开机数量减少时，对应直流送端交流系统的短路容量随之减小，则容易出现稳定性问题。

可以理解的，所述的直流孤岛，是指直流系统与配套电厂形成孤岛运行方式，即整流侧只与临近的电厂联网，不与电网主网8联网；当由于交流系统出现故障(如短路等)，导致直流系统与主网8联络线跳闸而进入直流孤岛运行方式，则形成被动孤岛。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述直流控制保护装置1包括被动孤岛闭锁控制功能模块11、交流联络线功率检测模块12、直流功率检测模块13以及第一控制模块14；

所述被动孤岛闭锁控制功能模块11在直流送端处于小开机方式时，所述被动孤岛闭锁控制功能模块11的输出端与所述第一控制模块14的第一输入端连接，所述交流联络线功率检测模块12的输出端与所述第一控制模块14的第二输入端连接，所述直流功率检测模块13的输出端与所述第一控制模块14的第三输入端连接，所述直流控制保护装置1的第一孤岛信号输入端与所述第一控制模块14的第四输入端连接，所述第一控制模块14的输出端与所述直流控制保护装置1的直流运行信号输出端连接。

其中，所述被动孤岛闭锁控制功能模块11，用于在检测到直流送端处于小开机方式时，向所述第一控制模块14发送被动孤岛闭锁控制功能投入信号；

所述交流联络线功率检测模块12，用于在检测到交流联络线功率小于预设的交流联络线功率下限定值时，向所述第一控制模块14发送交流联络线功率防误条件满足信号；

所述直流功率检测模块13，用于在检测到直流功率小于预设的直流功率下限定值时，向所述第一控制模块14发送直流低功率条件满足信号；

所述第一控制模块14，用于在接收到被动孤岛闭锁控制功能投入信号时，进入被动孤岛闭锁控制模式，且根据交流联络线功率防误条件满足信号、直流低功率条件满足信号以及孤岛信号，判断是否同时满足直流被动孤岛闭锁控制逻辑条件，若是，则控制直流双极闭锁停运并在达到预定的控制时间后，向所述整流站稳控装置3发送包含有闭锁直流信号的直流运行信号。

在本实施例中，通过所述被动孤岛闭锁控制功能模块11在直流送端处于小开机方式时向所述第一控制模块14发送被动孤岛闭锁控制功能投入信号，以激活启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，并进入被动孤岛闭锁控制模式，从而能够避免由于开机数量的减少导致交直流系统相互影响，在直流输电系统出现故障导致跳闸时被动进入孤岛运行方式之前，起到预防作用，并在被动孤岛运行方式下实现被动孤岛运行的稳定控制；

通过所述交流联络线功率检测模块12实时检测整流站6与主网8之间的交流联络线功率，在检测到交流联络线功率小于预设的交流联络线功率下限定值时，向所述第一控制模块14发送交流联络线功率防误条件满足信号。具体的，所述交流联络线功率检测模块12实时测量交流联络线功率，当交流联络线跳闸时交流联络线功率降至0时，此时判别交流联络线功率小于下限定值的防误条件满足。

通过所述直流功率检测模块13实时检测从所述整流站6输送到所述逆变站7的直流运行功率，若检测到直流功率小于预设的直流功率下限定值时，判定直流输电系统存在稳定风险，向所述第一控制模块14发送直流低功率条件满足信号；其中，所述预设的直流功率下限定值由系统稳定特性决定，可通过仿真计算获得。

所述第一控制模块14，用于在接收到被动孤岛闭锁控制功能投入信号时，进入被动孤岛闭锁控制模式，此外所述第一控制模块14还用于接收所述孤岛判别装置2的孤岛信号、所述被动孤岛闭锁控制功能模块11的交流联络线功率防误条件满足信号以及所述直流功率检测模块13直流低功率条件满足信号；

其中，所述直流控制保护装置1的功能是实现直流送端小开机方式下，直流被动进入孤岛运行闭锁直流、切除机组的控制逻辑，实时测量交流联络线功率与直流功率，接收所述孤岛判别装置2的孤岛信号，同时将直流运行信号实时发送至所述整流站稳控装置3。所述第一控制模块14需要通过4个条件判断是否满足所述的直流被动孤岛闭锁控制逻辑条件，当4个条件同时满足且达到预定的控制时间后，所述第一控制模块14才向所述整流站稳控装置3发送直流运行信号，以实现切除机组，4个条件分别如下：

(1)所述第一控制模块14启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，并进入被动孤岛闭锁控制模式；

(2)实时测量交流联络线功率，在检测到交流联络线功率小于预设的交流联络线功率下限定值时，判断交流联络线功率防误条件满足；

(3)实时检测直流运行功率，在检测到直流功率小于预设的直流功率下限定值时，判定直流输电系统存在稳定风险，直流低功率条件满足；

(4)接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号。

示例性的，在本实用新型实施例中，条件(2)中通过所述交流联络线功率检测模块12实时测量交流联络线功率，当交流联络线跳闸时交流联络线功率降至0时，才判别交流联络线功率小于下限定值的防误条件满足。

在本实用新型实施例中，需要说明的是，所述预定的控制时间是指上述4个条件满足且保持一定时间，有利于防止因系统运行或装置测量的误差、扰动或噪声等原因导致控制方法误判“被动孤岛”而闭锁直流，减小误动作的概率，从而提高所述直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的可靠性。

请参见图1和图3，在本实用新型实施例中，所述孤岛判别装置2包括第一孤岛判别模块21、第二孤岛判别模块22以及第二控制模块23，所述第一孤岛判别模块21用于检测整流站6与主网8之间的交流联络线断路器状态，所述第二孤岛判别模块22用于检测整流站6与主网8之间的交流联络线电气量；

所述第一孤岛判别模块21的输出端与所述第二控制模块23的第一输入端连接，所述第二孤岛判别模块22的输出端与所述第二控制模块23的第二输入端连接，所述第二控制模块23的第一输出端与所述孤岛判别装置2的第一孤岛信号输出端连接，所述第二控制模块23的第二输出端与所述孤岛判别装置2的第二孤岛信号输出端连接。

其中，所述第一孤岛判别模块21，用于在检测到整流站6与主网8之间的交流联络线断路器处于断开状态时，向所述第二控制模块23发送第一孤岛满足条件信号；

所述第二孤岛判别模块22，用于在检测到整流站6与主网8之间的交流联络线电气量满足预设的孤岛运行条件时，向所述第二控制模块23发送第二孤岛满足条件信号；

所述第二控制模块23，用于在接收到所述第一孤岛满足条件信号和所述第二孤岛满足条件信号时，判定直流系统被动进入孤岛运行方式，并向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号。

在本实施例中，所述孤岛判别装置2的功能是根据交流联络线断路器开关状态与电压电流等电气量进行直流孤岛运行方式的判别，并将判别结果送到直流控制保护装置1与整流站稳控装置3。

当所述整流站6与主网8之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，所述第一孤岛判别模块21初步判断直流输电系统进入孤岛运行方式，而由于跳闸，导致交流系统短路容量等发生变化，因此需要对电气量进行检测和判断，电气量包括电压电流等信号，所述第二孤岛判别模块22判断满足预设的孤岛运行条件，则确定直流输电系统进入孤岛运行方式，所述第二控制模块23向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号。这样，通过所述第一孤岛判别模块21和所述第二孤岛判别模块22共同进行直流孤岛运行方式的判别，有效地提高了所述孤岛判别装置2的可靠性，以使所述直流控制保护装置1和所述整流站稳控装置3实现被动孤岛运行的稳定控制，从而降低系统安全风险和避免设备受到损害。

请参见图1和图4，在本实用新型实施例中，所述整流站稳控装置3包括第一整流判断模块31、第二整流判断模块32以及第三控制模块33；

所述第一整流判断模块31的输入端与所述整流站稳控装置3的第二孤岛信号输入端连接，所述第一整流判断模块31的输出端与所述第三控制模块33的第一输入端连接，所述第二整流判断模块32的输入端与所述整流站稳控装置3的直流运行信号输入端连接，所述第二整流判断模块32的输出端与所述第三控制模块33的第二输入端连接，所述第三控制模块33的输出端与所述整流站稳控装置3的切机信号输出端连接。

其中，所述第一整流判断模块31，用于在接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号时，向所述第三控制模块33发送第一切机条件满足信号；

所述第二整流判断模块32，用于在接收到所述直流控制保护装置1的包含有闭锁直流信号的直流运行信号时，向所述第三控制模块33发送第二切机条件满足信号；

所述第三控制模块33，用于在接收到所述第一切机条件满足信号和所述第二切机条件满足信号时，向所述发电厂稳控装置4发送切机信号。

在本实施例中，所述整流站稳控装置3的功能是执行预设好的稳定控制策略，即切除发电厂5机组命令。所述整流站稳控装置3接收所述孤岛判别装置2的孤岛信号、所述发电厂稳控装置4的可切机组信号以及采集直流运行信息。

其中，所述第二整流判断模块32在判断所述直流运行信号时，应当对直流运行状态量和电气量进行判别。所述直流运行信号中包括状态量(直流运行状态)以及电气量(电压、电流)，在判别电气量时，需要同时满足状态量条件(如：从解锁变为闭锁，或收到直流ESOF)与电气量条件(直流运行功率发生突变且小于某个值)。

通过所述第一整流判断模块31和所述第二整流判断模块32，所述第三控制模块33判断直流系统进入孤岛运行方式和直流双极闭锁时，则执行预设好的安稳策略，向所述发电厂稳控装置4发送切机命令信号，以使所述发电厂稳控装置4切除电厂发电机组，从而有效地降低直流输电系统的稳定风险，及时切除机组，从而有效地提高了电网运行的稳定性。

请参见图1和图2，在本实用新型实施例中，所述直流控制保护装置1还包括用于在被动孤岛闭锁控制模式运行时检测直流运行状况的直流运行状况检测模块14，所述直流运行状况检测模块14的输出端与所述整流站稳控装置3的直流信号输入端连接。

在本实施例中，需要说明的是，所述第一控制模块14在被动孤岛闭锁控制模式运行时，检测直流运行状况，并向所述整流站稳控装置3发送直流运行信号，所述整流站稳控装置3通过所述直流控制保护装置1实时采集直流运行信息，当所述直流控制保护装置1控制直流双极闭锁停运时，所述直流运行信息包括闭锁直流信号，从而所述整流站稳控装置3能够判断系统处于直流双极闭锁状态。

此外，所述整流站稳控装置3综合利用直流极功率、直流运行状态和直流极控系统的极闭锁等信号进行判别。直流运行信号主要包括为极控系统的极闭锁信号，即直流极闭锁、解锁状态和ESOF(紧急停运)。直流闭锁判断为所述整流站稳控装置3的主要功能，原则上是通过极控系统的极闭锁信号判别，如ESOF＝1，或者直流解锁状态从1变为0同时闭锁状态从0变为1等等。

请参见图5，在本实用新型实施例中，作为优选的，所述整流站稳控装置3还包括可切机组识别模块34，所述发电厂稳控装置4包括发电厂机组检测模块42；

所述发电厂机组检测模块42用于在被动孤岛闭锁控制模式运行时检测电厂的机组运行状态，所述发电厂机组检测模块42的输出端与所述可切机组识别模块34的输入端连接，所述可切机组识别模块34的输出端与所述第三控制模块33的第三输入端连接。

其中，所述发电厂5机组检测模块42，用于在被动孤岛闭锁控制模式运行时，检测电厂的机组运行状态，并向所述可切机组识别模块34发送机组运行信号；

所述可切机组识别模块34，用于在接收到所述机组运行信号时，判别运行状态中的机组，并向所述第三控制模块33发送可切机组信号；

更进一步的，所述发电厂稳控装置4还包括切机执行模块41；所述切机执行模块41用于切除发电机组，所述切机执行模块41的输入端与所述发电厂稳控装置4的切机信号输入端连接。

所述切机执行模块41，用于在接收到所述第三控制模块33切机命令信号时，根据切机命令信号切除运行状态中的机组。

在本实施例中，所述发电厂稳控装置4的功能是发送发电厂5机组信息至所述整流站稳控装置3，以及执行其发来的切机命令。可以理解的，所述切机命令信号为所述可切机组信号；而所述发电厂5机组检测模块42在检测到电厂的多台机组运行状态时，向所述可切机组识别模块34发送机组运行信号，所述整流站稳控装置3通过所述机组运行信号判别直流闭锁后应该切哪些机组，不参与直流闭锁的判别；所述切机执行模块41在接收到所述第三控制模块33切机命令信号时，根据切机命令信号切除运行状态中的机组，从而有效地降低直流输电系统的稳定风险，及时切除机组，从而有效地提高了电网运行的稳定性。

请参见图1和图6，在本实用新型实施例中，所述直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的工作原理具体如下：

电网一次系统由发电厂5、整流站6、逆变站7、主网8、负荷中心9构成，所述直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统由所述直流控制保护装置1、所述孤岛判别装置2、所述整流站稳控装置3以及所述发电厂稳控装置4构成。

在正常运行时，所述发电厂5的电能通过直流输电系统输送到所述逆变侧的负荷中心9，所述整流站6与所述主网8通过所述交流联络线联网运行。

在直流送端开机方式较小时，所述直流控制保护装置1中投入“被动孤岛闭锁控制功能”程序，激活启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，并进入被动孤岛闭锁控制模式，其中，该功能只能在整流侧生效；

当出现故障导致所述交流联络线跳闸时，直流系统被动进入孤岛运行，所述孤岛判别装置2进行直流孤岛运行方式的判别，并向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号；

所述直流控制保护装置1通过4个条件判断是否满足所述的直流被动孤岛闭锁控制逻辑条件，当4个条件同时满足且达到预定的控制时间后，所述第一控制模块14才向所述整流站稳控装置3发送直流运行信号，以实现切除机组，4个条件分别如下：

(1)所述第一控制模块14启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，并进入被动孤岛闭锁控制模式；

(2)实时测量交流联络线功率，在检测到交流联络线功率小于预设的交流联络线功率下限定值时，判断交流联络线功率防误条件满足；

(3)实时检测直流运行功率，在检测到直流功率小于预设的直流功率下限定值时，判定直流输电系统存在稳定风险，直流低功率条件满足；

(4)接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号。

示例性的，在本实用新型实施例中，条件(2)中通过所述交流联络线功率检测模块12实时测量交流联络线功率，当交流联络线跳闸时交流联络线功率降至0时，才判别交流联络线功率小于下限定值的防误条件满足。

所述整流站稳控装置3通过所述直流控制保护装置1采集直流运行信息，当所述整流站稳控装置3通过所述第一整流判断模块31和所述第二整流判断模块32，所述第三控制模块33判断直流系统进入孤岛运行方式和直流双极闭锁时，执行预设好的安稳策略，向所述发电厂稳控装置4发送切机命令信号；

所述发电厂稳控装置4接收所述切机命令信号，切除电厂发电机组。

综上，本实用新型提供了一种直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统，所述控制系统包括发电厂稳控装置4、整流站稳控装置3、孤岛判别装置2、直流控制保护装置1；

所述直流控制保护装置1，用于在检测到直流送端处于小开机方式时，进入被动孤岛闭锁控制模式；且在接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号时，判断是否满足直流被动孤岛闭锁控制逻辑条件，若是，则控制直流双极闭锁停运；以及向所述整流站稳控装置3实时发送直流运行信号，所述直流运行信号包括闭锁直流信号；

所述孤岛判别装置2，用于在检测到整流站6与主网8之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，判定直流系统被动进入孤岛运行方式，并向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号；

所述整流站稳控装置3，用于在接收到所述孤岛判别装置2的孤岛信号和所述直流控制保护装置1的直流运行信号时，根据所述孤岛信号和所述闭锁直流信号，向所述发电厂稳控装置4发送切机信号；

所述发电厂稳控装置4，用于在接收到所述整流站稳控装置3的切机信号时，根据所述切机信号切除电厂发电机组。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：

(1)通过所述直流控制保护装置1检测直流送端的运行状态，当直流送端处于小开机方式时，所述直流控制保护装置1启动预设的被动孤岛闭锁控制功能，进入被动孤岛闭锁控制模式，以避免由于开机数量的减少导致交直流系统相互影响，在直流输电系统出现故障导致跳闸时被动进入孤岛运行方式之前，起到预防作用，并在被动孤岛运行方式下实现被动孤岛运行的稳定控制；这样不仅考虑到了小开机方式下直流孤岛运行的系统稳定问题，而且能够有效地确保直流输电系统的安全稳定运行，同时降低系统安全风险，避免设备受到损害。

(2)通过所述孤岛判别装置2实时检测直流系统是否被动进入孤岛运行方式，当检测到整流站6与主网8之间的交流联络线由于出现故障导致跳闸时，即可向所述整流站稳控装置3和所述直流控制保护装置1发送孤岛信号，以使所述直流控制保护装置1和所述整流站稳控装置3实现被动孤岛运行的稳定控制，降低系统安全风险和避免设备受到损害。

(3)当所述整流站稳控装置3接收到所述孤岛信号和所述闭锁直流信号时，向所述发电厂稳控装置4发送切机信号，以使所述发电厂稳控装置4切除电厂发电机组，从而有效地降低直流输电系统的稳定风险，及时切除机组，从而有效地提高了电网运行的稳定性。其中，所述整流站稳控装置3通过所述直流控制保护装置实时采集直流运行信号，所述直流运行信号包括直流运行状态(解锁\闭锁\ESOF)，当所述直流控制保护装置1控制直流双极闭锁停运时，当所述直流运行信号中的闭锁直流信号被所述整流站稳控装置3接收到时，判断直流双极闭锁，同时结合所述孤岛信号判断系统处于被动孤岛运行状态，从而向所述发电厂稳控装置4发送切机信号。

(4)通过所述发电厂稳控装置4、所述整流站稳控装置3、所述孤岛判别装置2、所述直流控制保护装置1共同工作，以实现直流输电系统在直流送端小开机方式下，降低由于出现故障跳闸被动进入孤岛运行而导致的稳定风险；同时，当进入直流孤岛运行方式时，实现了闭锁直流和切除机组，从而确保直流输电系统的稳定性，进而实现直流送端小开机方式下的最大送电，提升系统送电能力与稳定性。

(5)针对在直流送端小开机方式下，通过在线直流被动孤岛方式判别、主动闭锁直流的控制方法，避免因故障跳闸被动进入孤岛可能引发的并联谐振等系统稳定问题，降低系统安全风险，实现最大发电。

(6)在所述直流控制保护装置1判断4个条件满足且保持一定时间时，才向所述整流站稳控装置3发送直流运行信号，以实现切除机组，这样“延时”设置有利于防止因系统运行或装置测量的误差、扰动或噪声等原因导致控制方法误判“被动孤岛”而闭锁直流，减小误动作的概率，从而提高所述直流输电系统被动孤岛闭锁控制系统的可靠性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。