一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及双极直流输电系统相关【技术领域】，特别是一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法和装置。检测方法包括：计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值；如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值不一致，则判断为整流站直流电压采样异常故障;计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值；如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值不一致，则判断为逆变站直流电压采样异常故障。本发明计算出整流站的直流电压理论绝对值和逆变站的直流电压理论绝对值，能准确地确定是否出现直流电压采样异常故障，从而快速找到故障发生原因，避免整个直流输电系统出现严重故障。
【专利说明】一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及双极直流输电系统相关【技术领域】，特别是一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法和装置。
【背景技术】
[0002]双极直流输电系统中，包括有整流站和逆变站，整流站用于将交流变换为流，通过直流线路送到相连的逆变站，逆变站将直流变换成交流。
[0003]现有技术通过各种检测装置，对整流站和逆变站的运行参数进行检测，以确保安全，特别是对直流电压参数需要进行时刻的测量，以确保其运行正常。
[0004]然而，当发现故障，特别是直流电压采样值出现异常时，现有技术并未能迅速确定是否出现直流电压采样值故障，从而未能准确定位故障，最终导致整个直流输电系统出现严重故障，影响生产工作。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对现有技术未能在直流电压采样值出现异常时，确定是否出现直流电压采样值故障的技术问题，提供一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法和装置。
[0006]—种双极直流输电系统直流电压米样故障检测方法，包括:
[0007]获取所述双极直流输电系统的整流站的多个整流站站点参数，根据所述整流站站点参数计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0008]如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断为整流站直流电压采样异常故障并作出告警；
[0009]获取所述双极直流输电系统的逆变站的多个逆变站站点参数，根据所述逆变站站点参数计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0010]如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断为逆变站直流电压采样异常故障并作出告警。
[0011]一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，包括:
[0012]整流站直流电压理论绝对值获取模块，用于获取所述双极直流输电系统的整流站的多个整流站站点参数，根据所述整流站站点参数计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0013]整流站直流电压比较模块，用于如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断为整流站直流电压采样异常故障并作出告警；
[0014]逆变站直流电压理论绝对值获取模块，用于获取所述双极直流输电系统的逆变站的多个逆变站站点参数，根据所述逆变站站点参数计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0015]逆变站直流电压比较模块，用于如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断为逆变站直流电压采样异常故障并作出告警。
[0016]本发明通过获取整流站和逆变站的站点参数，并根据站点参数计算出整流站的直流电压理论绝对值和逆变站的直流电压理论绝对值，并用于与对应的直流电压采样绝对值进行比较，从而在整流站或者逆变站出现异常的直流电压采样值时，能准确地确定是否出现直流电压采样异常故障，从而快速找到故障发生原因，避免整个直流输电系统出现严重故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法的工作流程图；
[0018]图2为本发明一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置的结构模块图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0020]如图1所示为本发明一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法，包括:
[0021]步骤S101，获取所述双极直流输电系统的整流站的多个整流站站点参数，根据所述整流站站点参数计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0022]步骤S102，如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断为整流站直流电压采样异常故障并作出告警；
[0023]步骤S103，获取所述双极直流输电系统的逆变站的多个逆变站站点参数，根据所述逆变站站点参数计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值；
[0024]步骤S104，如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断为逆变站直流电压采样异常故障并作出告警。
[0025]其中步骤SlOl与步骤S103可以采用异步方式执行，即在执行步骤SlOl和步骤S102对整流站进行检查的同时，可以同步执行步骤S103和步骤S104对逆变站进行检查。当然，步骤SlOl-步骤S104也可以采用顺序执行，即在执行步骤SlOl和步骤S102对整流站进行检查后，当排除了整流站直流电压采样异常故障后，执行步骤S103和步骤S104对逆变站进行检查。也可以是执行步骤S103和步骤S104对逆变站进行检查后，当排出了逆变站直流电压采样异常故障后，执行步骤SlOl和步骤S102对整流站进行检查。甚至是在执行步骤SlOl和步骤S102对整流站进行检查后，当确认整流站直流电压采样异常故障后，仍然执行步骤S103和步骤S104对逆变站进行检查。也可以是在执行步骤S103和步骤S104对逆变站进行检查后，当确认逆变站直流电压采样异常故障后，仍然执行步骤S103和步骤S104对整流站进行检查。
[0026]其中整流站其中一极的直流电压理论绝对值，可以为整流站的极I的直流电压理论绝对值，也可以为整流站的极2的直流电压理论绝对值。
[0027]其中逆变站其中一极的直流电压理论绝对值，可以为逆变站的极I的直流电压理论绝对值，也可以为逆变站的极2的直流电压理论绝对值。
[0028]在其中一个实施例中，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算:
[0029]获取整流站其中一极的交流电压采样值、整流站另外一极的交流电压采样值、整流站二次侧电压最小电压百分比、整流站其中一极的换流变分接头档位和整流站另外一极的换流变分接头档位 ，计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值；
[0030]获取整流站另外一极的直流电压采样绝对值、整流站每极中的6脉动换流器个数、整流站另外一极的整流器触发角和整流站其中一极的直流电流值与整流站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，计算整流站的换流变压器漏抗；
[0031]获取整流站其中一极的整流器触发角，根据所述整流站的换流变压器漏抗，计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值。
[0032]优选地，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得:
[0033]计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11,以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算:
[0034]U11=ACvolMea1/[ (UACminseCl-l%) +TC1P1P0U/100]，
[0035]U12=ACvolMea2/[(UACminseCl-l%)+TClPlP012/100]，其中，ACvolMea11 为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea12为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为换流变阀侧电压最小电压百分比，TClPlPOn为整流站故障极的换流变分接头档位，Tcipipo12为整流站正常极的换流变分接头档位；
[0036]计算整流站的换流变压器漏抗Xrl1，采用如下公式计算:
[0037]Udcl2=NlKl.35U12cosa --SXrl1Id12/π)，其中 Udel2 为整流站正常极的直流电压绝对值，NI I为整流站每极中的6脉动换流器个数，α 12为整流站正常极的整流器触发角，Id12为整流站正常极的直流电流值；
[0038]计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下:
[0039]Udcll=NlKl.35Uncos a HlXrl1Id11/π)，其中Udell为整流站故障极的直流电压理论绝对值，a n为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
[0040]在其中一个实施例中，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算:
[0041]获取逆变站其中一极的交流电压采样值、逆变站另外一极的交流电压采样值、逆变站二次侧电压最小电压百分比、逆变站其中一极的换流变分接头档位和逆变站另外一极的换流变分接头档位，计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值；
[0042]获取逆变站另外一极的直流电压采样绝对值、逆变站每极中的6脉动换流器个数、逆变站另外一极的换流器触发角和逆变站其中一极的直流电流值与逆变站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，计算逆变站的换流变压器漏抗；
[0043]获取逆变站其中一极的换流器触发角，根据所述逆变站的换流变压器漏抗，计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值。
[0044]优选地，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得:
[0045]计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算:
[0046]U21=ACvolMea21/ [ (UACminsec2_l%) +TC1P1P021/100]，
[0047]U22=ACvolMea22/[ (UACminsec2_l%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21 为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvolMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TC1P1P021为逆变站故障极的换流变分接头档位，TCIPIPo22为逆变站正常极的换流变分接头档位；
[0048]计算逆变站的换流变压器漏抗Xrl2，采用如下公式计算:
[0049]Udc22=N12(l.35U22cos Y 22+3Xrl2Id22/ π )，其中 Udc22 为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，Y 22为逆变站正常极的逆变站熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值；
[0050]计算 逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下:
[0051]Udc21=N12(l.35U21cos y 21+3Xrl2Id21/ π )，其中 Udc21 为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，Y 21为逆变站故障极的逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
[0052]作为一个例子，以天生桥站和广州站为例，其中天生桥站是整流站，广州站是逆变站，天生桥站将交流变换为500kV的直流，通过直流线路送到广州站，广州站将500kV直流变换成220kV的交流。
[0053]在2013年6月30日08:10，天生桥站极I直流电压采样绝对值达到519kV，极2的直流电压采样绝对值为501.4kV，采用本发明实施例的方式进行分析:
[0054]计算天生桥极I的直流电压理论绝对值，具体数值如表I和表2所示:
[0055]表I天生桥站极I采样数据
[0056]
【权利要求】
1.一种双极直流输电系统直流电压米样故障检测方法，其特征在于，包括: 获取所述双极直流输电系统的整流站的多个整流站站点参数，根据所述整流站站点参数计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值； 如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断为整流站直流电压采样异常故障并作出告警； 获取所述双极直流输电系统的逆变站的多个逆变站站点参数，根据所述逆变站站点参数计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值； 如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断为逆变站直流电压采样异常故障并作出告警。
2.根据权利要求1所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法，其特征在于，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算: 获取整流站其中一极的 交流电压采样值、整流站另外一极的交流电压采样值、整流站二次侧电压最小电压百分比、整流站其中一极的换流变分接头档位和整流站另外一极的换流变分接头档位，计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值； 获取整流站另外一极的直流电 压采样绝对值、整流站每极中的6脉动换流器个数、整流站另外一极的整流器触发角和整流站其中一极的直流电流值与整流站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，计算整流站的换流变压器漏抗； 获取整流站其中一极的整流器触发角，根据所述整流站的换流变压器漏抗，计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值。
3.根据权利要求2所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法，其特征在于，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得: 计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11,以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算:
U11=ACvolMea1/[ (UACminseCl-l%) +TC1P1P0U/100]， U12= ACvolMea2/[( UACminseCl-l%)+TC1P1P012/100]，其中，ACvolMea11 为整流站其中一极的换流变网侧交流电压采样值，ACvo IMea12为整流站另外一极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec1为整流站换流变阀侧电压最小电压百分比，TClPlPOn为整流站其中一极的换流变分接头档位，Tcipipo12为整流站另外一极的换流变分接头档位； 计算整流站的换流变压器漏抗Xrl1，采用如下公式计算: Udcl2=Nll (1.35U12cos a -SXrl1Id12/ π )，其中Udcl2为整流站正常极的直流电压绝对值，Nll为整流站每极中的6脉动换流器个数，α 12为整流站正常极的整流器触发角，Idl2为整流站正常极的直流电流值； 计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下: Udcll=Nll (1.35Uncos a 11-3Xrl1Id11/ π )，其中Udcll为整流站故障极的直流电压理论绝对值，α π为整流站故障极的整流器触发角，Id11为整流站故障极的直流电流值。
4.根据权利要求1所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法，其特征在于，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算: 获取逆变站其中一极的交流电压采样值、逆变站另外一极的交流电压采样值、逆变站二次侧电压最小电压百分比、逆变站其中一极的换流变分接头档位和逆变站另外一极的换流变分接头档位，计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值； 获取逆变站另外一极的直流电压采样绝对值、逆变站每极中的6脉动换流器个数、逆变站另外一极的换流器触发角和逆变站其中一极的直流电流值与逆变站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，计算逆变站的换流变压器漏抗； 获取逆变站其中一极的换流器触发角，根据所述逆变站的换流变压器漏抗，计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值。
5.根据权利要求4所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测方法，其特征在于，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得: 计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算:
U21=ACvolMea21/[ (UACminsec2_l%) +TC1P1P021/100]， U22=ACvolMea22/[ (UACminsec2-l%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21 为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvoIMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TCIPIPo21为逆变站故障极的换流变分接头档位，TCIPIPo22为逆变站正常极的换流变分接头档位； 计算逆变站的换流变 压器漏抗Xrl2，采用如下公式计算: Udc22=N12(l.35U22cos y 22+3Xrl2Id22/ π )，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，Y 22为逆变站正常极的逆变站熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值； 计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下: Udc21=N12(l.35U21cos y 21+3Xrl2Id21/ π )，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，Y 21为逆变站故障极的逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
6.一种双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，其特征在于，包括: 整流站直流电压理论绝对值获取模块，用于获取所述双极直流输电系统的整流站的多个整流站站点参数，根据所述整流站站点参数计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值； 整流站直流电压比较模块，用于如果整流站其中一极的直流电压理论绝对值与整流站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的整流站直流电压理论测量差阈值，则判断为整流站直流电压采样异常故障并作出告警； 逆变站直流电压理论绝对值获取模块，用于获取所述双极直流输电系统的逆变站的多个逆变站站点参数，根据所述逆变站站点参数计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值； 逆变站直流电压比较模块，用于如果逆变站其中一极的直流电压理论绝对值与逆变站对应的直流电压采样绝对值的差值超过预设的逆变站直流电压理论测量差阈值，则判断为逆变站直流电压采样异常故障并作出告警。
7.根据权利要求6所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，其特征在于，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算: 获取整流站其中一极的交流电压采样值、整流站另外一极的交流电压采样值、整流站二次侧电压最小电压百分比、整流站其中一极的换流变分接头档位和整流站另外一极的换流变分接头档位，计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值； 获取整流站另外一极的直流电压采样绝对值、整流站每极中的6脉动换流器个数、整流站另外一极的整流器触发角和整流站其中一极的直流电流值与整流站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值，计算整流站的换流变压器漏抗； 获取整流站其中一极的整流器触发角，根据所述整流站的换流变压器漏抗，计算整流站其中一极的直流电压理论绝对值。
8.根据权利要求7所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，其特征在于，所述整流站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得: 计算整流站其中一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U11,以及整流站另外一极的整流站换流变压器空载线电压有效值U12，采用如下公式计算:
U11=ACvolMea1/[ (UACminseCl-l%) +TC1P1P0U/100]， U12=ACvolMea2/[(UACminseCl-l%)+TClPlP012/100]，其中，ACvolMea21 为整流站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvoIMea22为整流站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2S换流变阀侧电压最 小电压百分比，TCIPIPo21为整流站故障极的换流变分接头档位，TCIPIPo22为整流站正常极的换流变分接头档位； 计算整流站的换流变压器漏抗Xrl2，采用如下公式计算: Udc22=N12(l.35U22cos a 22_3Xrl2Id22/ π )，其中Udc22为整流站正常极的直流电压绝对值，N12为整流站每极中的6脉动换流器个数，α 22为整流站正常极的整流器触发角，Id22为整流站正常极的直流电流值； 计算整流站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下: Udc21=N12(l.35U21cos a 21_3Xrl2Id21/ π )，其中Udc21为整流站正常极的直流电压理论绝对值，α 21为整流站故障极的整流器触发角，Id21为整流站故障极的直流电流值。
9.根据权利要求6所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，其特征在于，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值采用如下方式计算: 获取逆变站其中一极的交流电压采样值、逆变站另外一极的交流电压采样值、逆变站二次侧电压最小电压百分比、逆变站其中一极的换流变分接头档位和逆变站另外一极的换流变分接头档位，计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值； 获取逆变站另外一极的直流电压采样绝对值、逆变站每极中的6脉动换流器个数、逆变站另外一极的换流器触发角和逆变站其中一极的直流电流值与逆变站另外一极的直流电流值的平均值，根据所述逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值，计算逆变站的换流变压器漏抗； 获取逆变站其中一极的换流器触发角，根据所述逆变站的换流变压器漏抗，计算逆变站其中一极的直流电压理论绝对值。
10.根据权利要求9所述的双极直流输电系统直流电压采样故障检测装置，其特征在于，所述逆变站其中一极的直流电压理论绝对值，具体采用如下方式获得: 计算逆变站其中一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U21，以及逆变站另外一极的逆变站换流变压器空载线电压有效值U22，采用如下公式计算:
U21=ACvolMea21/[ (UACminsec2_l%) +TC1P1P021/100]， U22=ACvolMea22/[ (UACminsec2-l%)+TC1P1P022/100]，其中，ACvolMea21 为逆变站故障极的换流变网侧交流电压采样值，ACvoIMea22为逆变站正常极的换流变网侧交流电压采样值，UACminsec2为换流变阀侧电压最小电压百分比，TCIPIPo21为逆变站故障极的换流变分接头档位，TCIPIPo22为逆变站正常极的换流变分接头档位； 计算逆变站的换流变压器漏抗Xrl2，采用如下公式计算: Udc22=N12(l.35U22cos y 22+3Xrl2Id22/ π )，其中Udc22为逆变站正常极的直流电压绝对值，N12为逆变站每极中的6脉动换流器个数，Y 22为逆变站正常极的逆变站熄弧角，Id22为逆变站正常极的直流电流值； 计算逆变站故障极的直流电压理论绝对值，采用公式如下: Udc21=N12(l.35U21cos y 21+3Xrl2Id21/ π )，其中Udc21为逆变站正常极的直流电压理论绝对值，Y 21为逆变站故障极的 逆变站熄弧角，Id21为逆变站故障极的直流电流值。
【文档编号】G01R19/00GK103439564SQ201310390044
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】杨洁民, 钟昆禹 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局