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高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，包括如下步驟：1）建立同塔四極直流線路的RTDS模型；2）設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能。本發(fā)明通過RTDS連接實際控制保護平臺建立閉環(huán)測試系統(tǒng)，運行同塔雙回直流輸電系統(tǒng)模型，觸發(fā)直流線路保護相關(guān)的各種故障，進行直流線路保護測試。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以對實際高壓直流輸電系統(tǒng)的同塔雙回直流線路進行精確建模，對同塔雙回直流線路的保護進行全面的測試。
【專利說明】高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流輸電線路仿真建模及其保護測試領(lǐng)域，具體涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路建模及其保護測試的創(chuàng)新方法，屬于高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]為節(jié)省輸電走廊，超高壓、遠距離輸電的同塔雙回直流輸電工程進入工程應(yīng)用階段，而以往常規(guī)直流工程中雙極線路模型無法適應(yīng)新工程直流線路建模及其測試要求。為實現(xiàn)應(yīng)用RTDS實時數(shù)字仿真器對此類工程的直流控制保護進行閉環(huán)測試，需要對同塔雙回直流線路進行創(chuàng)新建模，另外還要結(jié)合同塔雙回直流線路特點創(chuàng)新性設(shè)置故障，對直流線路保護進行創(chuàng)新測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對實際工程仿真測試需要，提供一種適用于同塔雙回直流輸電工程的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，本發(fā)明確保測試的科學(xué)性、有效性，滿足工程應(yīng)用的需要。本發(fā)明可以對實際高壓直流輸電系統(tǒng)的同塔雙回直流線路進行精確建模，對同塔雙回直流線路的保護進行全面的測試。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，包括如下步驟:
O建立同塔四極直流線路的RTDS模型；
2)設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能。
[0005]上述步驟I)中，建立同塔四極直流線路的RTDS模型的方法是:根據(jù)實際同塔雙回直流輸電工程的線路結(jié)構(gòu)、長度的參數(shù)搭建實時仿真用模型。
[0006]上述步驟2)中，設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能的方法是:根據(jù)直流保護算法和邏輯，在不同點設(shè)置各種故障，并全面檢測直流線路保護功能。
上述步驟I)中，同塔四極直流線路的RTDS模型的四極直流線路按同回同側(cè)極性交叉分布，且根據(jù)實際同塔雙回直流線路設(shè)置物理參數(shù)，該模型接入換流站RTDS模型形成完整的同塔雙回直流輸電仿真模型后，與實際控制保護系統(tǒng)形成閉環(huán)測試系統(tǒng)，仿真各種直流故障，尤其是直流線路相關(guān)的各種故障。
[0007]上述根據(jù)實際同塔雙回直流線路物理參數(shù)設(shè)置的物理參數(shù)包括有每極線路的長度、分裂數(shù)，每根導(dǎo)線直徑、單位電阻，距離水平地面距離、距離塔中線距離、弧垂距離，架空接地線的單位電阻、距離水平地面距離、距離塔中線距離和弧錘距離。
[0008]6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，上述步驟2)中，設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能，設(shè)置的故障包括有模擬雷擊特性故障、接地故障和多線路復(fù)故障；并全面測試同塔雙回直流線路的各種保護功能。[0009]本發(fā)明針對實際工程仿真測試需要，提供一種適用于同塔雙回直流輸電工程的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，本發(fā)明通過RTDS連接實際控制保護平臺建立閉環(huán)測試系統(tǒng)，運行同塔雙回直流輸電系統(tǒng)模型(包括同塔雙回直流線路模型、換流器及換流變組合模型、交直流濾波器模型等)，觸發(fā)直流線路保護相關(guān)的各種故障，進行直流線路保護測試。本發(fā)明確保測試的科學(xué)性、有效性，滿足工程應(yīng)用的需要。本發(fā)明是一種可以對實際高壓直流輸電系統(tǒng)的同塔雙回直流線路進行精確建模，對同塔雙回直流線路的保護進行全面測試的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為同塔雙回直流線路模型建模與故障設(shè)置流程圖；
圖2為同塔雙回直流線路保護測試流程圖。
【具體實施方式】
[0011]為實現(xiàn)同塔雙回直流輸電工程實時仿真測試，需要建立相應(yīng)的直流RTDS模型并編制試驗方案。下面對本發(fā)明實施技術(shù)方案的主要實現(xiàn)原理、【具體實施方式】及其對應(yīng)能夠達到的有益效果進行詳細地闡述。
[0012]本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，包括如下步驟: O建立同塔四極直流線路的RTDS模型；
2)設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能。
[0013]上述步驟I)中，建立同塔四極直流線路的RTDS模型的方法是四極線路分段建模，具體方法是:
(I)收集同塔四極直流線路參數(shù)，其中參數(shù)包括電壓等級、長度、極性分布、導(dǎo)線分裂數(shù)、每公里單根導(dǎo)線電阻、單根導(dǎo)線直徑及同極分裂導(dǎo)線間距離、各極導(dǎo)線水平距離和垂直距離、導(dǎo)線最大弧垂距離。
[0014](2)收集直流線路架空接地線參數(shù)，其中參數(shù)包括每公里電阻、水平距離和垂直距離、最大弧垂距離等。
[0015](3)運用基于行波理論的相域頻變模型，將線路全長分成若干段(例如兩段)。
[0016](4)根據(jù)每極線路物理參數(shù)、物理結(jié)構(gòu)和數(shù)目等分別完成4個極直流線路參數(shù)設(shè)置。
[0017](5)編譯線路模型。
[0018](6)將編譯成功的分段同塔四極直流線路模型，按照統(tǒng)一命名原則接入相應(yīng)RTDS某RACK內(nèi)直流模型。
[0019]上述步驟2)中，同塔雙回直流線路故障設(shè)置的方法是:
(7)在每極直流線路整流站出線端分別設(shè)置金屬接地故障和經(jīng)過渡電阻接地故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20 Ω至300 Ω，另外疊加瞬時電壓源或電流源，電壓幅值范圍300kV至600kV,電流幅值范圍1000A至1800A，持續(xù)時間0.3ms至0.5ms。
[0020](8)在每極直流線路逆變站出線端分別設(shè)置金屬接地故障和經(jīng)過渡電阻接地故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20 Ω至300 Ω，另外疊加瞬時電壓源或電流源，持續(xù)時間0.3ms至0.5msο電壓幅值范圍300kV至600kV,電流幅值范圍1000A至1800A,持續(xù)時間0.3ms至0.5ms ο
[0021](9)在每極直流線路中點分別設(shè)置金屬接地故障和經(jīng)過渡電阻接地故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20 Ω至300 Ω，另外疊加瞬時電壓源或電流源，持續(xù)時間0.3ms至0.5ms。電壓幅值范圍300kV至600kV，電流幅值范圍1000A至1800A，持續(xù)時間0.3ms至0.5ms。
[0022]( 10)在直流線路整流站出線端分別設(shè)置任意兩極金屬性短路故障、任意兩極經(jīng)過渡電阻短路故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20Ω至300Ω。
[0023](11)在直流線路逆變站出線端分別設(shè)置任意兩極金屬性短路故障、任意兩極經(jīng)過渡電阻短路故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20Ω至300Ω。
[0024]( 12)在直流線路中點分別設(shè)置任意兩極金屬性短路故障、任意兩極經(jīng)過渡電阻短路故障，過渡電阻可調(diào)，范圍為20 Ω至300Ω。
[0025](13)在整流站各極換流器高壓側(cè)出口和平波電抗器之間分別設(shè)置直流線路區(qū)外金屬性接地故障。
[0026](14)在逆變站各極換流器高壓側(cè)出口和平波電抗器之間分別設(shè)置直流線路區(qū)外金屬性接地故障。
[0027]上述步驟2)中，檢測直流線路的保護功能，具體的測試方法是:
(I)確認所有直流保護尤其是直流線路保護均已投入，相關(guān)定值正確設(shè)置。
[0028](2)根據(jù)系統(tǒng)等值參數(shù)，將RTDS模型中交流等值電源按等值大方式設(shè)置。
[0029](3)將直流操作至單極大地回線方式且直流功率為最小值，通常為0.1p.u.。
[0030](4)在該極直流線路整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端和中點等處分別模擬金屬性接地故障。
[0031](5)在該極直流線路整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端和中點等處分別模擬經(jīng)過渡電阻接地故障。
[0032](6)在該極直流線路整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端和中點等處分別疊加瞬時電壓源或電流源，模擬雷擊特性故障。
[0033](7)在該極整流站、逆變站換流器高壓側(cè)出口和平波電抗器之間分別模擬金屬性接地故障，即直流線路保護區(qū)外故障。
[0034](8)將直流操作至單極金屬回線方式且直流功率為最小值后，其他條件不變，重做(4)?(7)。
[0035](9)將該極直流功率調(diào)整至額定值后，保持金屬回線接線方式，其他條件不變，重做⑷?(7)。
[0036](10)將該極由金屬回線方式操作至大地回線方式，保持額定功率水平不變，重做
(4)?(7)。
[0037](11)將某回直流操作至雙極方式且直流功率為最小值，在其中一極重做(4)?
(7)。
[0038](12)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整至額定值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0039](13)將兩回直流異極性極(如回I極2和回II極I)分別操作至大地回線方式，直流功率為最小值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0040](14)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為額定值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0041](15)將該兩異極性極分別操作至金屬回線方式，直流功率維持在額定值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0042](16)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為最小值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0043](17)將兩回直流同極性極(如回I極I和回II極I)分別操作至大地回線方式，直流功率為最小值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0044](18)將兩回直流同極性極(如回I極I和回II極I)分別操作至金屬回線方式，直流功率保持在最小值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0045](19)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為額定值，在其中一極重做(4)?(7)。
[0046](20)將一回直流操作至雙極方式，另一回直流操作至單極大地回線方式，(如回I雙極，回II極I單極大地)，直流功率為最小值，分別在各極重做(4)?(7)。
[0047](21)保持接線方式及功率不變，在整流站出線端、逆變站出線端、中點處分別模擬同極性的兩直流線路金屬性短路和經(jīng)過渡電阻短路。
[0048](22)保持接線方式及功率不變，在整流站出線端、逆變站出線端、中點處分別模擬異極性的兩直流線路金屬性短路和經(jīng)過渡電阻短路。
[0049](23)保持接線方式及功率不變，選擇直流線路中點、整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端中的兩處，模擬兩同極性極不同點同時接地故障。
[0050](24)保持接線方式及功率不變，選擇直流線路中點、整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端中的兩處，模擬兩異極性極不同點同時接地故障。
[0051](25)保持接線方式及功率不變，選擇直流線路中點、整流側(cè)出線端、逆變側(cè)出線端中的兩處，模擬兩極不同點相隔5ms、相隔10分鐘、相隔15分鐘相繼接地故障。
[0052](26)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為額定值，分別在各極重做(4)?(7)。
[0053](27)重做步驟(21)?(25)。
[0054](28)將一回直流操作至雙極，另一直流操作至單極金屬，(如回I雙極，回II極I單極金屬)，直流功率為最小值，分別在各極重做(4)?(7);之后重做(27)。
[0055](29)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為額定值，分別在各極重做(4)?(7)；之后重做(27)。
[0056](30)將兩回直流均操作至雙極方式，直流功率為最小值，在其中一極重做(4)?(7);之后重做(27)。
[0057](32)保持接線方式不變，將直流功率調(diào)整為額定值，在其中一極重做(4)?(7)；之后重做(28)。
[0058](33)根據(jù)系統(tǒng)等值參數(shù)，將直流模型中交流等值電源按等值小方式設(shè)置，重做(3)?(32)。
[0059](34)退出行波保護、27du/dt保護，重做(3)?(33)所有經(jīng)過渡電阻的故障。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，其特征在于包括如下步驟: O建立同塔四極直流線路的RTDS模型； 2)設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，其特征在于上述步驟I)中，建立同塔四極直流線路的RTDS模型的方法是:根據(jù)實際同塔雙回直流輸電工程的線路結(jié)構(gòu)、長度的參數(shù)搭建實時仿真用模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，其特征在于上述步驟2)中，設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能的方法是:根據(jù)直流保護算法和邏輯，在不同點設(shè)置各種故障，并全面檢測直流線路保護功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，其特征在于上述步驟I)中，同塔四極直流線路的RTDS模型的四極直流線路按同回同側(cè)極性交叉分布，且根據(jù)實際同塔雙回直流線路設(shè)置物理參數(shù)，該模型接入換流站RTDS模型形成完整的同塔雙回直流輸電仿真模型后，與實際控制保護系統(tǒng)形成閉環(huán)測試系統(tǒng)，仿真各種直流故障，尤其是直流線路相關(guān)的各種故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，其特征在于上述根據(jù)實際同塔雙回直流線路物理參數(shù)設(shè)置的物理參數(shù)包括有每極線路的長度、分裂數(shù)，每根導(dǎo)線直徑、單位電阻，距離水平地面距離、距離塔中線距離、弧垂距離，架空接地線的單位電阻、距離水平地面距離、距離塔中線距離和弧錘距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)同塔雙回直流線路的保護測試方法，上述步驟2)中，設(shè)置同塔雙回直流線路的故障，并檢測直流線路的保護功能，設(shè)置的故障包括有模擬雷擊特性故障、接地故障和多線路復(fù)故障；并全面測試同塔雙回直流線路的各種保護功能。
【文檔編號】G01R31/00GK103675521SQ201310551675
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】李書勇 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司