2、柔性直流输电的线路保护技术
目前柔性直流输电工程中直流线路的保护借鉴了传统高压直流的保护策略,以行波保护和微分欠压保护为主,电流差动保护作为后备保护。行波保护和微分欠压保护动作速度快,不受电流互感器饱和及分布电容等因素影响,但是对高阻接地故障灵敏度不足;电流差动保护对高阻接地有效,但易受分布电容的影响,动作延时长,不适应柔性直流线路保护快速动作的要求。对于改进的行波保护,保护的动作速度和可靠性有了一定的提高,但仍存在行波波头捕捉困难、抗过渡电阻能力低、易受干扰等固有缺陷。传统高压直流中基于线路边界特性的单端速动保护并不适用于柔性直流线路,而针对电流差动保护的缺陷提出的纵联保护依靠双端通信或双端数据同步,保护的快速性仍受到一定的限制。
3、未来进一步研究与展望
3.1直流线路故障特征的理论分析与直流线路保护新原理
为更好地实现直流线路的故障处理,柔性直流输电系统的电力电子器件有所增加,同时相应的控制也更加复杂化。如何在考虑控制系统的影响下,合理处理电力电子器件的非线性特征、分析直流线路故障特征是柔性直线路保护研究亟需解决的问题。通过增加限流电抗和实体限流装置可以有效地限制直流侧故障电流上升的速度和峰值,在一定程度上降低了对保护快速性的要求。同时由于增加了限流电路,构成了柔性直流线路的新边界,因此可以借鉴传统高压直流线路利用边界特性构成的保护原理,研究适用于柔性直流系统的线路保护原理和整定方法。
3.2新增保护电路和新型拓扑结构及其组合使用的研究
辅助保护电路、新型换流器和混合直流输电结构提高了柔性直流输电系统处理直流故障的能力。然而,新的保护电路和结构增加了系统结构的复杂性,保护的难点转移到了控制方面,并在一定程度上增加了器件成本和开关损耗,同时器件数量的增加以及结构的复杂化也在一定程度上增加了系统自身的故障概率。因此,均衡考虑保护电路和新型拓扑结构的线路保护效益、故障处理能力以及所带的成本与损耗,是影响新型保护电路、新型换流器拓扑和直流输电结构在未来应用的关键所在。利用单一保护电路对直流线路故障进行处理,障隔离不彻底,因此可结合直流线路故障特征,研究多种保护电路配合使用下直流故障处理的效果和性能。当然也需对电路参数、开关性能、成本及损耗进行分析。
