直流工程行波保护定值改进方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直流工程行波保护定值改进方法和系统，接收行波保护误动的区外故障模拟数据，根据区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息，显示故障录波信息以及预设的行波保护定值。测试人员可根据显示的故障录波信息对预设的行波保护定值进行改进，在根据接收的行波保护修改值对行波保护定值改进，保证区外故障时不误动后还进行行波保护区内故障试验，能够确改进后的行波保护定值使得保行波保护在区外故障时不发生误动，且在线路故障时行波保护可靠动作，有效避免在短线路直流工程出现误动，提高了短线路直流工程行波保护可靠性。
【专利说明】
直流工程行波保护定值改进方法和系统
技术领域
[0001] 本发明设及电力电网技术领域，特别是设及一种直流工程行波保护定值改进方法 和系统。
【背景技术】
[0002] 直流保护用于保护直流输电系统中各一次设备，在故障或异常运行工况下有选择 性地快速切除系统中的故障或不正常运行设备，保证直流系统及整个电网的安全稳定运 行。直流系统发生线路故障概率比较大，直流线路保护包括行波保护WFPDU电压突变量保 护27du/dt、线路低电压保护27DCL、纵差保护87D化L、金属回线横差保护87DCLT及金属回线 纵差保护87MRL。行波保护是直流线路保护的主保护，其能否可靠动作对直流系统乃至整个 电网的稳定运行具有重要的意义。
[0003] 直流工程大多为跨省长线路(大于1000公里)直流工程，传统的行波保护定值也是 根据长线路整定的。直流线路长度越短，发生接地故障后，相关特征量传输过程中的崎变和 衰减越小，行波保护检测到的相关特征量变化越显著，保护判据更容易满足。因此在短线路 直流工程中，若沿用长线路的行波保护参数，则在线路保护区外故障时，行波保护存在误动 可能，行波保护可靠性低。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高短线路直流工程行波保护可靠性 的直流工程行波保护定值改进方法和系统。
[0005] -种直流工程行波保护定值改进方法，包括W下步骤：
[0006] 接收行波保护误动的区外故障模拟数据；
[0007] 根据所述区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息；
[000引显示所述故障录波信息W及预设的行波保护定值；
[0009] 检测是否接收到行波保护修改值；
[0010] 若是，则根据所述行波保护修改值对所述行波保护定值进行更新，并返回所述接 收行波保护误动的区外故障模拟数据的步骤；
[0011] 若否，则根据所述行波保护定值进行行波保护区内故障试验，显示试验结果；
[0012] 当接收到对应于所述试验结果输入的测试通过指令时，保存所述行波保护定值。
[0013] -种直流工程行波保护定值改进系统，包括：
[0014] 数据接收模块，用于接收行波保护误动的区外故障模拟数据；
[0015] 信息生成模块，用于根据所述区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息；
[0016] 信息检测模块，用于显示所述故障录波信息W及预设的行波保护定值，并检测是 否接收到行波保护修改值；
[0017] 定值更新模块，用于在接收到行波保护修改值时，根据所述行波保护修改值对所 述行波保护定值进行更新，并控制所述数据接收模块再次接收行波保护误动的区外故障模 拟数据；
[0018] 故障试验模块，用于在未接收到行波保护修改值时，根据所述行波保护定值进行 行波保护区内故障试验，显示试验结果；
[0019] 定值保存模块，用于当接收到对应于所述试验结果输入的测试通过指令时，保存 所述行波保护定值。
[0020] 上述直流工程行波保护定值改进方法和系统，接收行波保护误动的区外故障模拟 数据，根据区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息，显示故障录波信息W及预设的行 波保护定值。测试人员可根据显示的故障录波信息对预设的行波保护定值进行改进，在根 据接收的行波保护修改值对行波保护定值改进，保证区外故障时不误动后还进行行波保护 区内故障试验，能够确保改进后的行波保护定值使得行波保护在区外故障时不发生误动， 且在线路故障时行波保护可靠动作，有效避免在短线路直流工程出现误动，提高了短线路 直流工程行波保护可靠性。
【附图说明】
[0021 ]图1为一实施例中直流工程行波保护定值改进方法的流程图；
[0022] 图2为一实施例中直流工程行波保护定值改进方法的试验波形图；
[0023] 图3为另一实施例中直流工程行波保护定值改进方法的试验波形图；
[0024] 图4为一实施例中直流工程行波保护定值改进系统的结构图。
【具体实施方式】
[0025] 在一个实施例中，一种直流工程行波保护定值改进方法，适用于短线路直流工程 的行波保护定值改进，短线路具体可指1000公里W下的线路。如图1所示，该方法包括W下 步骤：
[0026] 步骤SllO:接收行波保护误动的区外故障模拟数据。
[0027] 区外故障模拟数据用于对可能使行波保护误动的区外故障进行模拟。区外故障模 拟数据的具体类型并不唯一，可包括直流母线阀侧接地模拟数据和/或换流变阀侧单相接 地模拟数据。测试人员具体可输入区外故障模拟数据至RTDSUeal Time Digital Simulator,实时数字仿真仪），在最严重、最极端(额定功率、弱交流系统）的工况下对可能 使行波保护误动的区外故障进行重现。
[0028] 本实施例中，区外故障模拟数据同时包括直流母线阀侧接地模拟数据和换流变阀 侧单相接地模拟数据，根据换流变阀侧单相接地故障、直流母线阀侧接地时的相关特征量 进行故障模拟，W用作改进行波保护定值，提高测试准确性。
[0029] 步骤S120:根据区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息。
[0030] 根据接收的区外故障模拟数据进行区外故障模拟，生成故障录波信息。故障录波 信息具体可包括故障波形和/或故障特征量。生成的故障录波信息用于提供给测试人员进 行查看，判断保存的行波保护定值是否会引发区外故障保护误动。在一个实施例中，步骤 Sl 20包括步骤122和步骤124。
[0031] 步骤122:根据区外故障模拟数据生成对应的模拟量和开关量。
[0032] 具体地，RTDS接收到区外故障模拟数据后，根据区外故障模拟数据生成模拟量和 开关量发送至控制保护装置。其中，模拟量可包括交流电压、电流和直流电压、电流等，开关 量可包括开关、刀闽状态，换流变分接头档位等。
[0033] 步骤124:根据模拟量和开关量生成相应的故障录波信息。
[0034] 控制保护装置根据接收的模拟量和开关量进行故障模拟，生成故障录波信息。具 体可W是生成故障波形，W及根据故障波形获取误动时的最大特征值作为故障特征量，故 障特征量可包括直流电压变化率、直流电压突变量和直流电流突变量。
[0035] 利用RTD对苔建等值电源模型并与控制保护装置形成闭环试验系统，对可能使行波 保护误动的区外故障进行重现，W得到误动时的最大特征值，确保测试准确性。
[0036] 步骤S130:显示故障录波信息W及预设的行波保护定值。
[0037] 具体可W是通过控制保护装置内置的故障录波器显示故障录波信息和行波保护 定值，W便测试人员观察。本实施例中，行波保护定值包括直流电压变化率定值、直流电压 突变量定值和直流电流突变量定值。其中，直流电压突变量定值和直流电流突变量定值均 可包括逆变侧定值和整流侧定值。测试人员可根据显示的故障录波信息，判断是否需要对 行波保护定值进行修改。若需要对行波保护定值进行修改，则测试人员可输入行波保护修 改值，确保设定新的行波保护动作定值躲过区外故障误动时的最大特征值。
[0038] 步骤S140:检测是否接收到行波保护修改值。
[0039] 检测是否接收到行波保护修改值，若是，则根据行波保护修改值对行波保护定值 进行更新，并返回步骤Sl 10，对行波保护定值进行修改后重复进行试验，验证定值改进后行 波保护是否满足可靠性的要求。若未接收到行波保护修改值，则进行步骤S150。例如，若在 显示故障录波信息W及行波保护定值后预设时长，或者接收到测试人员输入的用于确认不 修改的指令时，均可认为是未接收到行波保护修改值。
[0040] 步骤S150:根据行波保护定值进行行波保护区内故障试验，显示试验结果。
[0041] 行波保护区内故障试验的具体类型并不唯一，本实施例中，行波保护区内故障试 验包括直流线路金属性故障试验和/或直流线路经电阻接地故障试验。具体可通过RTDS对 行波保护区内典型故障进行仿真，验证定值改进后行波保护是否依然满足选择性、速动性 及灵敏性的要求，并将试验结果进行显示W便测试人员观察。
[0042] 在确保新的行波保护定值区外故障时不误动后，还通过进行区内故障试验，W验 证定值改进后行波保护是否满足可靠性的要求，保证在线路故障时可靠动作，确保短线路 直流工程行波保护可靠性。
[0043] 步骤S160:当接收到对应于试验结果输入的测试通过指令时，保存行波保护定值。
[0044] 当测试人员根据试验结果观察得到行波保护区内故障试验通过后，可输入测试通 过指令。在接收到测试通过指令后对行波保护定值，完成直流工程行波保护定值的改进。
[0045] 如表1所述为一实施例中初始的直流行波保护原理和原始定值表。
[0046]
[0047] 表1
[004引其中，du/dt为直流电压变化率，Delta U为直流电压突变量，Delta I为直流电流 突变量。A 1、A 2和A 3分别为直流电压变化率定值、直流电压突变量定值和直流电流突变量 定值。
[0049] 表2为一实施例中的RTDS试验项目及结果。
[(K)加 ]
[0化1 ]
[0052J 表2
[0053] 试验1.1和试验1.2均发生了行波保护误动情况，故障波形分别如图2和图3所示。 分析试验1.1录波可知，故障过程中duMt的峰值达到了0.152,刚刚达到口槛值，而Delta U 和Delta I峰值分别达到0.606和0.959，均远大于定值。试验1.2波形与1.1相似，du/dt的峰 值为0.141，刚达到定值，而Delta U和Delta I则远大于定值。
[0054] 由此可知，只需将定值A 1略微增大，便可避免保护误动，而A 2和A 3则不必改动。 由于突变量保护27du/dt也需要用到du/dt定值，因此A 1的整定不仅要考虑行波保护在区 外故障时可靠不动，还要同时保证行波保护和27duAlt在区内故障时可靠动作。可设置新的 A 1 = 0.17/0.156ms(85kV/0.156ms)。A 1修改后，重做行波保护区外故障试验1.1和1.2,其 结果如附表2中2.1和2.2所示，此时行波保护可靠不动作。
[0055] 除此外，还对直流线路的典型金属性故障进行了仿真，结果如附表2中3.1至3.2所 示。由结果可知，定值修改后，行波保护对线路金属性故障依然能灵敏反应和正确动作。
[0056] 同时为了校核定值改进后电压突变量保护27du/dt的性能，对线路经电阻接地故 障进行了仿真，如附表2中3.3所示，结果表明，当过渡电阻小于50 Q时，行波保护动作；当过 渡电阻介于50 Q至70 Q之间时，27加/化动作；当过渡电阻大于70 Q时，27D化动作。可见，定 值修改后，27加/化依然能与行波保护及后备保护27DCL依然能正确配合。
[0057] 上述直流工程行波保护定值改进方法，测试人员可根据显示的故障录波信息对预 设的行波保护定值进行改进，在根据接收的行波保护修改值对行波保护定值改进，保证区 外故障时不误动后还进行行波保护区内故障试验，能够确改进后的行波保护定值使得保行 波保护在区外故障时不发生误动，且在线路故障时行波保护可靠动作，有效避免在短线路 直流工程出现误动，提高了短线路直流工程行波保护可靠性。
[005引在一个实施例中，一种直流工程行波保护定值改进系统，适用于短线路直流工程 的行波保护定值改进，短线路具体可指1000公里W下的线路。如图4所示，该系统包括数据 接收模块110、信息生成模块120、信息检测模块130、定值更新模块140、故障试验模块150和 定值保存模块160。
[0059] 数据接收模块110用于接收行波保护误动的区外故障模拟数据。
[0060] 区外故障模拟数据用于对可能使行波保护误动的区外故障进行模拟。区外故障模 拟数据的具体类型并不唯一，可包括直流母线阀侧接地模拟数据和/或换流变阀侧单相接 地模拟数据。本实施例中，区外故障模拟数据同时包括直流母线阀侧接地模拟数据和换流 变阀侧单相接地模拟数据，根据换流变阀侧单相接地故障、直流母线阀侧接地时的相关特 征量进行故障模拟，W用作改进行波保护定值，提高测试准确性。
[0061] 信息生成模块120用于根据区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息。
[0062] 根据接收的区外故障模拟数据进行区外故障模拟，生成故障录波信息。故障录波 信息具体可包括故障波形和/或故障特征量。生成的故障录波信息用于提供给测试人员进 行查看，判断保存的行波保护定值是否会引发区外故障保护误动。在一个实施例中，信息生 成模块120包括第一处理单元和第二处理单元。
[0063] 第一处理单元用于根据区外故障模拟数据生成对应的模拟量和开关量。
[0064] 模拟量可包括交流电压、电流和直流电压、电流等，开关量可包括开关、刀闽状态， 换流变分接头档位等。
[0065] 第二处理单元用于根据模拟量和开关量生成相应的故障录波信息。
[0066] 根据模拟量和开关量进行故障模拟，生成故障录波信息。具体可W是生成故障波 形，W及根据故障波形获取误动时的最大特征值作为故障特征量，故障特征量可包括直流 电压变化率、直流电压突变量和直流电流突变量。
[0067] 信息检测模块130用于显示故障录波信息W及预设的行波保护定值，并检测是否 接收到行波保护修改值。
[0068] 显示故障录波信息和行波保护定值，W便测试人员观察。本实施例中，行波保护定 值包括直流电压变化率定值、直流电压突变量定值和直流电流突变量定值。其中，直流电压 突变量定值和直流电流突变量定值均可包括逆变侧定值和整流侧定值。测试人员可根据显 示的故障录波信息，判断是否需要对行波保护定值进行修改。若需要对行波保护定值进行 修改，则测试人员可输入行波保护修改值，确保设定新的行波保护动作定值躲过区外故障 误动时的最大特征值。
[0069] 定值更新模块140用于在接收到行波保护修改值时，根据行波保护修改值对行波 保护定值进行更新，并控制数据接收模块110再次接收行波保护误动的区外故障模拟数据， 对行波保护定值进行修改后重复进行试验，验证定值改进后行波保护是否满足可靠性的要 求。
[0070] 故障试验模块150用于在未接收到行波保护修改值时，根据行波保护定值进行行 波保护区内故障试验，显示试验结果。若未接收到行波保护修改值，则进行行波保护区内故 障试验。例如，若在显示故障录波信息W及行波保护定值后预设时长，或者接收到测试人员 输入的用于确认不修改的指令时，均可认为是未接收到行波保护修改值。
[0071] 行波保护区内故障试验的具体类型并不唯一，本实施例中，行波保护区内故障试 验包括直流线路金属性故障试验和/或直流线路经电阻接地故障试验。具体可通过RTDS对 行波保护区内典型故障进行仿真，验证定值改进后行波保护是否依然满足选择性、速动性 及灵敏性的要求，并将试验结果进行显示W便测试人员观察。
[0072] 定值保存模块160用于当接收到对应于试验结果输入的测试通过指令时，保存行 波保护定值。
[0073] 当测试人员根据试验结果观察得到行波保护区内故障试验通过后，可输入测试通 过指令。在接收到测试通过指令后对行波保护定值，完成直流工程行波保护定值的改进。在 确保新的行波保护定值区外故障时不误动后，还通过进行区内故障试验，W验证定值改进 后行波保护是否满足可靠性的要求，保证在线路故障时可靠动作，确保短线路直流工程行 波保护可靠性。
[0074] 上述直流工程行波保护定值改进系统，测试人员可根据显示的故障录波信息对预 设的行波保护定值进行改进，在根据接收的行波保护修改值对行波保护定值改进，保证区 外故障时不误动后还进行行波保护区内故障试验，能够确保改进后的行波保护定值使得行 波保护在区外故障时不发生误动，且在线路故障时行波保护可靠动作，有效避免在短线路 直流工程出现误动，提高了短线路直流工程行波保护可靠性。
[0075] W上所述实施例的各技术特征可W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，只要运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。
[0076] W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W做出若干变形和改进，运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W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，包括以下步骤： 接收行波保护误动的区外故障模拟数据； 根据所述区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息； 显示所述故障录波信息以及预设的行波保护定值； 检测是否接收到行波保护修改值； 若是，则根据所述行波保护修改值对所述行波保护定值进行更新，并返回所述接收行 波保护误动的区外故障模拟数据的步骤； 若否，则根据所述行波保护定值进行行波保护区内故障试验，显示试验结果； 当接收到对应于所述试验结果输入的测试通过指令时，保存所述行波保护定值。2. 根据权利要求1所述的直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，所述根据所述 区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息的步骤，包括以下步骤： 根据所述区外故障模拟数据生成对应的模拟量和开关量； 根据所述模拟量和开关量生成相应的故障录波信息。3. 根据权利要求1所述的直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，所述行波保护 定值包括直流电压变化率定值、直流电压突变量定值和直流电流突变量定值。4. 根据权利要求1所述的直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，所述区外故障 模拟数据包括直流母线阀侧接地模拟数据和/或换流变阀侧单相接地模拟数据。5. 根据权利要求1所述的直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，所述故障录波 信息包括故障波形和/或故障特征量。6. 根据权利要求1所述的直流工程行波保护定值改进方法，其特征在于，所述行波保护 区内故障试验包括直流线路金属性故障试验和/或直流线路经电阻接地故障试验。7. -种直流工程行波保护定值改进系统，其特征在于，包括： 数据接收模块，用于接收行波保护误动的区外故障模拟数据； 信息生成模块，用于根据所述区外故障模拟数据生成相应的故障录波信息； 信息检测模块，用于显示所述故障录波信息以及预设的行波保护定值，并检测是否接 收到行波保护修改值； 定值更新模块，用于在接收到行波保护修改值时，根据所述行波保护修改值对所述行 波保护定值进行更新，并控制所述数据接收模块再次接收行波保护误动的区外故障模拟数 据； 故障试验模块，用于在未接收到行波保护修改值时，根据所述行波保护定值进行行波 保护区内故障试验，显示试验结果； 定值保存模块，用于当接收到对应于所述试验结果输入的测试通过指令时，保存所述 行波保护定值。8. 根据权利要求7所述的直流工程行波保护定值改进系统，其特征在于，所述信息生成 丰吴块包括： 第一处理单元，用于根据所述区外故障模拟数据生成对应的模拟量和开关量； 第二处理单元，用于根据所述模拟量和开关量生成相应的故障录波信息。9. 根据权利要求7所述的直流工程行波保护定值改进系统，其特征在于，所述行波保护 定值包括直流电压变化率定值、直流电压突变量定值和直流电流突变量定值。10.根据权利要求7所述的直流工程行波保护定值改进系统，其特征在于，所述行波保 护区内故障试验包括直流线路金属性故障试验和/或直流线路经电阻接地故障试验。
【文档编号】H02H7/26GK106099877SQ201610602366
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610602366.5, CN 106099877 A, CN 106099877A, CN 201610602366, CN-A-106099877, CN106099877 A, CN106099877A, CN201610602366, CN201610602366.5
【发明人】朱煜昆
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心