基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的制作方法

本发明涉及电力传输技术领域，特别是涉及一种基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统。

背景技术：

在直流输电系统中，送端电厂的交流电经过送端换流站转换为直流电，通过直流输电线路传输到受端。为了利用交流输电系统的潮流自动平衡功能，送端换流站除了接入送端电厂，同时也会接入送端电网，此时直流输电系统运行在联网状态。当送端电网与送端换流站的交流线路断开，直流输电系统的送端换流站就只与送端电厂连接，此时直流输电系统运行在孤岛状态。由于孤岛状态会引起直流输电系统出现谐波、过电压等稳定性问题，因此直流输电系统在进入孤岛状态后会触动保护机制。

在直流输电系统中，通过孤岛判别装置检测送端电网和送端换流站之间的交流联络线是否断开，进而判端直流输电系统是否进入孤岛状态。但在实现本发明过程中，发明人发现如上所述的技术中，至少存在如下问题：然而孤岛判别装置对孤岛状态的判别有一定误判的可能性，一旦孤岛判别装置将直流输电系统误判为进入孤岛状态后，将导致保护机制误动，对直流输电系统产生较大风险。

技术实现要素：

基于此，有必要针目前孤岛判别装置将直流输电系统误判为进入孤岛状态后对直流输电系统产生较大风险的问题，提供一种基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统。

一种基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统，包括功率处理系统和直流站控主机；

所述功率处理系统与交流联络线连接，所述直流站控主机分别与所述功率处理系统、直流输电系统的孤岛判别装置以及稳控装置连接，其中，所述交流联络线连接在送端电网和送端换流站之间；

所述功率处理系统用于获取所述交流联络线的功率状态信号并发送至所述直流站控主机，所述直流站控主机用于获取所述功率状态信号以及所述孤岛判别装置发送的运行状态信号，在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，生成直流孤岛下运行的双极闭锁信号并发送至所述稳控装置；

所述稳控装置用于根据直流孤岛下运行的双极闭锁信号对电厂发电机进行切除操作。

在其中一个实施例中，所述功率处理系统包括交流站控主机和站间LAN交换机，所述交流站控主机与所述站间LAN交换机连接，所述站间LAN交换机还与所述直流站控主机连接；

所述交流站控主机获取所述交流联络线的传输功率信号，根据所述传输功率信号和预设低功率信号判断所述交流联络线的功率状态，生成所述功率状态信号，通过所述站间LAN交换机将所述功率状态信号转发至所述直流站控主机。

在其中一个实施例中，所述交流站控主机包括相互连接的模拟量采集器和交流场控制主控器；

所述模拟量采集器用于采集所述交流联络线的电压信号与电流信号，所述交流场控制主控器用于根据所述电压信号与电流信号计算所述传输功率信号，根据所述传输功率信号和阈值功率信号判断所述交流联络线的功率状态，生成所述功率状态信号。

在其中一个实施例中，所述交流场控制主控器获取所述电压信号与电流信号后，分别对所述电压信号与电流信号进行滤波，根据滤波后的电压信号与电流信号计算所述传输功率信号。

在其中一个实施例中，所述交流场控制主控器对所述传输功率信号和所述阈值功率信号进行比较，得到比较结果信号，对所述比较结果信号进行防抖延时处理，生成所述功率状态信号。

在其中一个实施例中，还包括母差保护装置，所述母差保护装置与所述直流站控主机连接，在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至直流输电系统的交流滤波器。

在其中一个实施例中，还包括滤波器开关电路，所述滤波器开关电路连接在所述母差保护装置与所述交流滤波器之间，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至所述滤波器开关电路，用于切除所述交流滤波器。

在其中一个实施例中，所述直流站控主机根据预设的直流站控系统切换时间进行直流输电系统的交流滤波器的切除操作，根据预设的直流孤岛下运行的双极闭锁信号动作时间控制所述稳控装置对电厂发电机进行切除操作。

在其中一个实施例中，还包括直流极控主机；

所述直流站控主机通过所述直流极控主机与所述孤岛判别装置连接，所述孤岛判别装置通过所述直流极控主机转发所述被动孤岛状态信号到所述直流站控主机；

所述直流站控主机通过所述直流极控主机与所述稳控装置连接，通过所述直流极控主机发送直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置。

在其中一个实施例中，所述稳控装置分别与所述孤岛判别装置以及直流极控主机连接，所述孤岛判别装置输出被动孤岛状态信号至所稳控装置，所述直流极控主机输出直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置，所述稳控装置用于接收所述被动孤岛状态信号和直流孤岛下运行的双极闭锁信号并对电厂发电机进行切除操作。

附图说明

图1为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图5为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图6为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图7为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图8为本发明一个实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图9为本发明一个具体实施例的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图；

图10为本发明一个实施例的直流输电系统中的直流站控主机的逻辑图；

图11为本发明一个实施例的直流输电系统中的交流站控主机的逻辑图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

参见图1所示，为本发明基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统一个实施例中的结构示意图，在该实施例中的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统，包括功率处理系统和直流站控主机；

所述功率处理系统与交流联络线连接，所述直流站控主机分别与所述功率处理系统、直流输电系统的孤岛判别装置以及稳控装置连接，其中，所述交流联络线连接在送端电网和送端换流站之间；

所述功率处理系统用于获取所述交流联络线的功率状态信号并发送至所述直流站控主机，所述直流站控主机用于获取所述功率状态信号以及所述孤岛判别装置发送的运行状态信号，在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，生成直流孤岛下运行的双极闭锁信号并发送至所述稳控装置；

所述稳控装置用于根据直流孤岛下运行的双极闭锁信号对电厂发电机进行切除操作。

根据上述的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统，所述功率处理系统与交流联络线连接，能够获取到送端电网与送端换流站之间交流联络线的传输功率，从而判断交流联络线是否处于低功率状态；所述直流站控主机分别与所述功率处理系统、直流输电系统的孤岛判别装置以及稳控装置连接，当所述直流站控主机收到来自孤岛判别装置的被动孤岛状态信号时，可以根据所述功率处理系统所获取到的交流联络线的传输功率，从而判断直流输电系统的真实运行状态，当判断真实运行状态为孤岛状态时，再触发稳控装置并启动保护机制，避免仅通过孤岛判别装置进行孤岛状态判断时可能出现的误判的情况，提高直流输电系统孤岛状态判断的准确率，防止因孤岛判别装置的误判导致直流输电系统保护机制的误动，降低孤岛判别装置误判时给直流输电系统带来的风险。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述功率处理系统包括交流站控主机和站间LAN交换机，所述交流站控主机与所述站间LAN交换机连接，所述站间LAN交换机还与所述直流站控主机连接；

所述交流站控主机获取所述交流联络线的传输功率信号，根据所述传输功率信号和预设低功率信号判断所述交流联络线的功率状态，生成所述功率状态信号，通过所述站间LAN交换机将所述功率状态信号转发至所述直流站控主机。

在本实施例中，所述交流站控主机通过所述站间LAN交换机与所述直流站控主机连接，因此所述站间LAN交换机可以实现将所述交流站控主机输出的交流联络线的功率状态信号转发至所述直流站控主机的功能，便于在所述直流站控主机对所述交流联络线的功率状态进行监测。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述交流站控主机包括相互连接的模拟量采集器和交流场控制主控器；

所述模拟量采集器用于采集所述交流联络线的电压信号与电流信号，所述交流场控制主控器用于根据所述电压信号与电流信号计算所述传输功率信号，根据所述传输功率信号和阈值功率信号判断所述交流联络线的功率状态，生成所述功率状态信号。

在本实施例中，所述交流站控主机包括相互连接的模拟量采集器和交流场控制主控器，所述模拟量采集器可以采集所述交流联络线的功率数据并输出至所述交流场控制主控器，所述交流场控制主控器从而可以根据所述功率数据，实现对交流联络线的功率状态进行判断的功能，并根据判断结果输出交流联络线的功率状态信号至所述直流站控主机。

在其中一个实施例中，所述交流场控制主控器获取所述电压信号与电流信号后，分别对所述电压信号与电流信号进行滤波，根据滤波后的电压信号与电流信号计算所述传输功率信号。

在本实施例中，考虑到所述交流联络线连接在送端电网与送端换流站之间，在通过模拟量采集器采集交流联络线的电压信号和电流信号时，由于送端电网上的噪声会对所述模拟量采集器的采集结果造成干扰，因此所述交流场控制主控器对获取到的电压信号和电流信号进行滤波，根据滤波后的电压信号和电流信号可以更精确地计算所述交流联络线的传输功率信号。

在其中一个实施例中，所述交流场控制主控器对所述传输功率信号和所述阈值功率信号进行比较，得到比较结果信号，对所述比较结果信号进行防抖延时处理，生成所述功率状态信号。

在本实施例中，所述交流场控制主控器通过比较所述传输功率信号与阈值功率信号，得到的比较结果可以反映所述交流联络线是否处于低功率状态；并且，对得到的所述比较结果信号进行防抖延时处理，可以避免交流联络线上的偶然性因素对所述比较结果信号造成干扰，从而更准确地生成所述功率状态信号。

在其中一个实施例中，如图4所示，基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括母差保护装置，所述母差保护装置与所述直流站控主机连接，在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至直流输电系统的交流滤波器。

在本实施例中，所述母差保护装置与所述直流站控主机连接，当所述直流站控主机根据所述功率状态信号和被动孤岛状态信号判定直流输电系统运行在孤岛状态时，可以触动所述母差保护装置，启动保护机制，切除所述交流滤波器，实现对直流输电系统进行保护的功能。

在其中一个实施例中，如图5所示，基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括滤波器开关电路，所述滤波器开关电路连接在所述母差保护装置与所述交流滤波器之间，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至所述滤波器开关电路，用于切除所述交流滤波器。

在本实施例中，所述母差保护装置通过所述滤波器开关电路与所述交流滤波器连接，当所述直流站控主机根据所述功率状态信号和被动孤岛状态信号判定直流输电系统运行在孤岛状态时，触动所述母差保护装置启动保护机制，此时所述母差保护装置通过发送切交流滤波信号至所述滤波器开关电路，从而实现切除交流滤波器的功能，对直流输电系统进行保护。

在其中一个实施例中，所述直流站控主机根据预设的直流站控系统切换时间进行直流输电系统的交流滤波器的切除操作，根据预设的直流孤岛下运行的双极闭锁信号动作时间控制所述稳控装置对电厂发电机进行切除操作。

在本实施例中，当所述直流站控主机根据所述功率状态信号和被动孤岛状态信号判定直流输电系统运行在孤岛状态时，可以根据预设的直流站控系统切换时间进行交流滤波器的切除操作，并根据预设的直流孤岛下运行的双极闭锁信号动作时间控制所述稳控装置对电厂发电机进行切除操作，从而在直流输电系统进入孤岛状态时，更加准确地对直流输电系统进行安全保护。

在其中一个实施例中，如图6所示，基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括直流极控主机；

所述直流站控主机通过所述直流极控主机与所述孤岛判别装置连接，所述孤岛判别装置通过所述直流极控主机转发所述被动孤岛状态信号到所述直流站控主机；

所述直流站控主机通过所述直流极控主机与所述稳控装置连接，通过所述直流极控主机发送直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置。

在本实施例中，孤岛判别装置通过所述直流极控主机转发所述被动孤岛状态信号到所述直流站控主机，当所述直流站控主机根据所述功率状态信号和被动孤岛状态信号判定直流输电系统运行在孤岛状态时，发送直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述直流极控主机，再由所述直流极控主机转发所述直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置，触发所述稳控装置切除送端电厂的发电机，实现对直流输电系统进行保护的功能。

在其中一个实施例中，如图7所示，所述稳控装置分别与所述孤岛判别装置以及直流极控主机连接，所述孤岛判别装置输出被动孤岛状态信号至所稳控装置，所述直流极控主机输出直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置，所述稳控装置用于接收所述被动孤岛状态信号和直流孤岛下运行的双极闭锁信号并对电厂发电机进行切除操作。

在本实施例中，所述稳控装置分别与所述孤岛判别装置以及直流极控主机连接，当所述直流站控主机根据所述功率状态信号和被动孤岛状态信号判定直流输电系统运行在孤岛状态时，发送直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述直流极控主机，再由所述直流极控主机转发所述直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置；同时，所述孤岛判别装置输出被动孤岛状态信号至所述稳控装置，当所述稳控装置接收到所述被动孤岛状态信号和直流孤岛下运行的双极闭锁信号时，切除送端电厂的发电机，实现对直流输电系统进行保护的功能。

参见图8所示，为本发明一个实施例中基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统的结构示意图，在该实施例中的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统包括交流站控主机和直流站控主机；

所述交流站控主机与交流联络线连接，所述直流站控主机分别与所述交流站控主机、直流输电系统的孤岛判别装置以及稳控装置连接，其中，所述交流联络线连接在送端电网和送端换流站之间；

所述交流站控主机用于输出所述交流联络线的功率状态信号至所述直流站控主机，所述孤岛判别装置用于输出被动孤岛状态信号至所述直流站控主机，所述直流站控主机用于获取所述功率状态信号以及所述孤岛判别装置发送的运行状态信号，在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，生成直流孤岛下运行的双极闭锁信号并发送至所述稳控装置；

所述交流站控主机包括相互连接的模拟量采集器和交流场控制主控器，所述模拟量采集器用于采集所述交流联络线的功率数据并输出至所述交流场控制主控器，所述交流场控制主控器用于输出所述交流联络线的功率状态信号至所述直流站控主机；

所述交流联络线的功率数据包括所述交流联络线的电压数据和电流数据，所述模拟量采集器用于通过光纤传输所述电压数据和电流数据至所述交流场控制主控器；

所述交流场控制主控器获取所述电压信号与电流信号后，分别对所述电压信号与电流信号进行滤波，根据滤波后的电压信号与电流信号计算所述传输功率信号；

所述交流场控制主控器对所述传输功率信号和所述阈值功率信号进行比较，得到比较结果信号，对所述比较结果信号进行防抖延时处理，生成所述功率状态信号；

基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括站间LAN交换机，所述交流站控主机通过所述站间LAN交换机与所述直流站控主机连接，所述交流站控主机通过所述站间LAN交换机传输所述交流联络线的功率状态信号到所述直流站控主机；

基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括母差保护装置，所述母差保护装置与所述直流站控主机连接，所述母差保护装置还与直流输电系统的交流滤波器连接；在所述功率状态信号为预设低功率状态信号且所述运行状态信号为被动孤岛状态信号时，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至直流输电系统的交流滤波器。

基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括滤波器开关电路，所述滤波器开关电路连接在所述母差保护装置与所述交流滤波器之间，所述直流站控主机通过所述母差保护装置输出切交流滤波信号至所述滤波器开关电路，用于切除所述交流滤波器。

基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统还包括直流极控主机，所述直流站控主机通过所述直流极控主机与所述孤岛判别装置连接，所述孤岛判别装置通过所述直流极控主机转发所述被动孤岛状态信号到所述直流站控主机；

所述稳控装置分别与所述孤岛判别装置以及直流极控主机连接，所述孤岛判别装置输出被动孤岛状态信号至所稳控装置，所述直流极控主机输出直流孤岛下运行的双极闭锁信号至所述稳控装置，所述稳控装置用于接收所述被动孤岛状态信号和直流孤岛下运行的双极闭锁信号并切除发电机。

根据上述的基于交流联络线功率的直流被动孤岛防误处理系统，所述交流站控主机与交流联络线连接，能够获取到送端电网与送端换流站之间交流联络线的传输功率，从而判断交流联络线是否处于低功率状态；所述直流站控主机分别与所述交流站控主机、直流输电系统的孤岛判别装置以及稳控装置连接，当所述直流站控主机收到来自孤岛判别装置的被动孤岛状态信号时，可以根据所述交流站控主机所获取到的交流联络线的传输功率，从而判断直流输电系统的真实运行状态，当判断真实运行状态为孤岛状态时，再触发稳控装置、母差保护装置以启动保护机制，实现对直流输电系统进行保护的功能，避免仅通过孤岛判别装置进行孤岛状态判断时可能出现的误判的情况，提高直流输电系统孤岛状态判断的准确率，防止因孤岛判别装置的误判导致直流输电系统保护机制的误动，降低孤岛判别装置误判时给直流输电系统带来的风险。

具体的，可以通过交流站控主机(ACC)的IO单元中的模拟量采集环节采集三相交流电压和电流，通过ACC的主控单元计算功率并进行交流联络线低功率的判断，并将判断结果通过站间LAN交换机送到直流站控主机DCC中，直流站控主机通过交流联络线低功率和孤岛判别装置通过直流极控主机PCP送过来的孤岛信号进行逻辑判断，最后通过母差保护装置来切除交流滤波器，其结构如图9所示：

线路间隔IO单元采集三相电压、电流通过光纤送到交流场控制主控器；

交流场控制主控器计算交流联络线功率并判断此时是否处于交流联络线低功率状态，将交流联络线低功率状态送到站间LAN交换机；

直流站控主机从站间LAN上获取交流联络线低功率的状态信号和孤岛信号，来判别是否启动切除系统交流滤波器以及直流双极闭锁；

若直流站控主机启动双极闭锁指令，那么直流站控主机通过大组母差保护接口屏送出切除交流滤波器信号；

孤岛判别装置分别发送孤岛信号给直流极控主机PCP和稳控装置；

直流极控主机PCP发送孤岛信号给直流站控主机；

直流极控主机PCP发送直流孤岛下运行的双极闭锁信号给稳控装置；

稳控装置收到孤岛信号和双极闭锁信号后，发送指令切除相应的发电机。

直流站控主机的主要逻辑实现如图10所示，其中该逻辑功能投/退、直流站控系统切除交流滤波时间t1、直流双极闭锁动作时间t2可以设置，另外，交流联络线低功率在由相应交流站控主机采集线路电流、线路电压计算线路功率后进行判别，被动孤岛状态信号由孤岛判别装置判断后分别发送至直流极控主机和稳控装置，直流极控主机再转送被动孤岛状态信号至直流站控主机。

交流站控ACC中判别交流联络线低功率的逻辑框图如图11所示，其中有防抖延时，低功率定值可调节。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。