一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)中柔性輸電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大型電力系統(tǒng)的互聯(lián)以及各種新設(shè)備的使用，在使發(fā)電、輸電更經(jīng)濟(jì)、更高效的同時(shí)也增加了電力系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度;再加上大量的分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)，使傳統(tǒng)的固定由輸電網(wǎng)向配電網(wǎng)傳送的潮流發(fā)生逆向；用戶負(fù)荷的不斷增長需要潮流控制手段提高現(xiàn)有的功率輸送能力;正在蓬勃發(fā)展的智能電網(wǎng)和電力市場(chǎng)間復(fù)雜的功率交換需要頻繁的潮流優(yōu)化控制。
[0003]統(tǒng)一潮流控制器，又稱UPFC(Unified Power Flow Controller)，是目前為止通用性最好的潮流控制裝置，最簡(jiǎn)單的UPFC由兩個(gè)完全相同的電壓源換流器通過直流公共端連接，可以看作是一臺(tái)靜止同步補(bǔ)償器(STATC0M)和一臺(tái)靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)并聯(lián)構(gòu)成，僅通過改變控制規(guī)律，就能分別或同時(shí)并快速地實(shí)現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償、串聯(lián)補(bǔ)償和移相等不同的控制功能，提高電力系統(tǒng)的性能。
[0004]UPFC包含并聯(lián)側(cè)換流器，串聯(lián)側(cè)換流器、并聯(lián)側(cè)變壓器、串聯(lián)側(cè)變壓器、并聯(lián)側(cè)變壓器進(jìn)線開關(guān)、串聯(lián)側(cè)變壓器旁路開關(guān)等，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中，I為并聯(lián)換流器，2為一個(gè)或者多個(gè)串聯(lián)側(cè)換流器，3為并聯(lián)變壓器，4為串聯(lián)變壓器，5為線路開關(guān)，6為與串聯(lián)變壓器一次側(cè)繞組并聯(lián)的旁路裝置，7為與串聯(lián)變壓器二次側(cè)繞組并聯(lián)的旁路裝置，以上旁路裝置為可控導(dǎo)通裝置，包括但不限于機(jī)械開關(guān)、電力電子開關(guān)、火花間隙及它們的組合。UPFC可以實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)點(diǎn)電壓或者無功功率控制、線路端電壓控制、移相控制、阻抗控制、直接潮流控制等多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制。
[0005]當(dāng)線路側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)可能產(chǎn)生很大的故障電流，會(huì)通過串聯(lián)側(cè)變壓器耦合到串聯(lián)側(cè)換流器中，導(dǎo)致串聯(lián)側(cè)換流器損壞，所以需迅速通過旁路裝置將串聯(lián)變壓器旁路，或?qū)⒋?lián)變壓器二次側(cè)出口短路，以此來保護(hù)換流器。但是線路故障中臨時(shí)性故障占據(jù)了大多數(shù)，所以線路上會(huì)配置故障重合閘策略來提高運(yùn)行的可靠性，此時(shí)UPFC的故障控制策略應(yīng)該與線路重合閘策略配合，以提高輸電系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法及系統(tǒng)，配合線路故障處理策略，能夠保護(hù)統(tǒng)一潮流控制器主設(shè)備及電力系統(tǒng)的安全，同時(shí)能夠兼顧電網(wǎng)對(duì)輸電可靠性的要求，適合于工程應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法，其特征在于，當(dāng)線路故障發(fā)生后，旁路統(tǒng)一潮流控制器，利用電壓、電流異常及線路開關(guān)位置信號(hào)判斷故障情況及故障位置，當(dāng)故障位置位于交流線路側(cè)時(shí)，判斷線路故障消失后，自動(dòng)重新啟動(dòng)統(tǒng)一潮流控制器。
[0008]優(yōu)選地，包括如下步驟:
步驟SSl根據(jù)線路側(cè)及統(tǒng)一潮流控制器的電氣量及開關(guān)位置信號(hào)，檢測(cè)判斷是否出現(xiàn)故障，如出現(xiàn)故障則進(jìn)入步驟SS2;
步驟SS2閉鎖UPFC出現(xiàn)故障的換流器，并通過將串聯(lián)變壓器一次側(cè)旁路開關(guān)和二次側(cè)旁路開關(guān)旁路，使換流器和線路隔離；
步驟SS3判斷故障是否發(fā)生在線路側(cè)，如判斷為線路故障，則進(jìn)入步驟SS4，否則進(jìn)入閉鎖故障重啟功能，不重新啟動(dòng)串聯(lián)側(cè)換流器；
步驟SS4與線路重合閘功能進(jìn)行配合，在經(jīng)過線路重合閘時(shí)間后，判斷線路故障是否清除，若判斷出線路故障已清除，則重新啟動(dòng)投入串聯(lián)側(cè)換流器，進(jìn)行線路潮流控制；如判斷出線路沒有恢復(fù)，則不重新啟動(dòng)串聯(lián)側(cè)換流器。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟SS3所述的線路故障判斷方法為:對(duì)統(tǒng)一潮流控制器進(jìn)行分區(qū)保護(hù)，當(dāng)統(tǒng)一潮流控制器的設(shè)備區(qū)域內(nèi)僅出現(xiàn)過電流故障，未出現(xiàn)其他故障現(xiàn)象，則判斷故障發(fā)生在線路側(cè)。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟SS4所述的判斷線路故障是否清除的方法為:等待線路重合閘時(shí)間過后，若線路開關(guān)為合位、并且判斷線路側(cè)電壓電流處于正常范圍，則認(rèn)為線路故障已清除。
[0011]本發(fā)明還提出一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理系統(tǒng)，其特征在于，包括故障檢測(cè)單元、換流器退出單元、故障位置判斷單元、換流器重啟單元，所述故障檢測(cè)單元與所述換流器退出單元相連接，所述換流器退出單元與所述故障位置判斷單元相連接，所述故障位置判斷單元與所述換流器重啟單元相連接;所述故障檢測(cè)單元判斷是否有故障發(fā)生然后將信號(hào)傳輸給所述換流器退出單元，然后所述換流器退出單元控制旁路裝置旁路換流器并將信號(hào)傳輸給所述故障位置判斷單元，然后所述故障位置判斷單元確定故障位置是否在交流線路側(cè)并將信號(hào)傳輸給所述換流器重啟單元，最后所述換流器重啟單元判斷線路故障清除后重新啟動(dòng)換流器。
[0012]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:本發(fā)明能夠保護(hù)統(tǒng)一潮流控制器主設(shè)備及電力系統(tǒng)的安全，更好的發(fā)揮統(tǒng)一潮流控制器優(yōu)化系統(tǒng)潮流的優(yōu)勢(shì);方法簡(jiǎn)單可靠，能夠與現(xiàn)有線路保護(hù)動(dòng)作相配合，達(dá)到既能準(zhǔn)確快速隔離故障保護(hù)統(tǒng)一潮流控制器主設(shè)備又能提高統(tǒng)一潮流控制器系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的作用。
【附圖說明】
[0013]圖1是統(tǒng)一潮流控制器的基本結(jié)構(gòu)等效圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法的流程圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]圖1是統(tǒng)一潮流控制器的基本結(jié)構(gòu)等效圖，本【具體實(shí)施方式】中，所述的統(tǒng)一潮流控制器包括一個(gè)并聯(lián)側(cè)換流器I，一個(gè)或者多個(gè)串聯(lián)側(cè)換流器2，各串聯(lián)側(cè)換流器2的一端通過串聯(lián)側(cè)變壓器4串聯(lián)接入不同的交流輸電線路上，另一端相并聯(lián)后與并聯(lián)側(cè)換流器I通過直流系統(tǒng)相連接;前述并聯(lián)側(cè)換流器I和串聯(lián)側(cè)換流器2均可以采用變壓器多重化、兩電平、模塊化多電平或者其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型換流器，線路開關(guān)5串聯(lián)在線路之中，串聯(lián)側(cè)變壓器一次側(cè)旁路開關(guān)6和二次側(cè)旁路開關(guān)7分別與串聯(lián)變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組并聯(lián)，旁路開關(guān)6和7可以為機(jī)械開關(guān)，也可以為由電力電子器件構(gòu)成的開關(guān)。
[0018]本發(fā)明提出一種基于統(tǒng)一潮流控制器的故障處理方法，其特征在于，當(dāng)線路故障發(fā)生后，旁路統(tǒng)一