课题基金 / 基金详情

柔性直流电网直流侧故障快速处理关键技术研究

批准号:
52077124
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
邹贵彬
依托单位:
学科分类:
电力系统与综合能源
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邹贵彬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
柔性直流电网直流侧故障的快速处理是直流电网安全稳定与可靠运行的重要保障。针对柔性直流电网对保护和直流断路器的快速性要求,以及工程上面临的直流断路器高昂成本与无选择性重合闸问题,本项目开展直流线路故障处理的关键技术研究。主要内容包括:1)分析直流线路区内外故障时暂态电压与电流的频域/时域波形特征,研究基于单端量和双端量的柔直线路快速保护原理以及干扰信号的识别方法;2)对于单/双极不同故障类型,分析被开断的故障极线路上的耦合电压特征,构建瞬时性与永久性故障的识别判据;设计基于直流断路器的信号注入控制策略,分析信号在线路上的传播特征,研究柔直线路瞬时性故障与永久性故障的识别方法,制定自适应重合闸方案;3)研究多端口、多功能直流断路器的拓扑及其控制策略;4)基于上述理论成果,试制保护与新型直流断路器的实验样机。通过理论创新和样机试制,为柔性直流电网直流侧故障的快速处理提供技术支持。
英文摘要
The fast isolation of dc side fault occurring in the flexible DC grid is an important guarantee for the safe, steady and reliable operation of DC grid. Aiming at the requirement of fast operation speed of relay and DC circuit breaker in DC gird, and the questions of the DC CB giant capital and non-selective reclosure faced with by the DC engineering, the key technologies will be developed by this project. The main contents are as follows: 1) Analyzing the time domain and frequency domain waveform characteristics of transient voltage and current for the faults inside and outside the dc lines, Exploring the one-end and two-end based fast protection principles of dc line, and the identification method of disturbance signals; 2) For the different fault types of pole to ground / pole-to-pole faults, the coupled voltage on the isolated faulty line will be analyzed, and the criterion distinguishing the temporary fault from the permanent fault will be further constructed; The control strategy based on DC CB injecting signal will be designed, and the propagation characteristics of signal will be analyzed, furthermore, the identification method of temporary and permanent faults will be proposed, ultimately the adaptive reclosure scheme will be present; 3) The topologies and control strategies of multi-port and multi-function DC CBs will be studied; 4) Base on the aforementioned theoritical results, the experimental prototypes of relay and novel DC CB will be made. Through the principle study and prototypes make, the technical support for the fast isolation of dc side fault of DC grid will be provided.
多端柔性直流输电技术在实现大规模新能源接入与消纳方面具有突出优势,近年来发展快速。但是由于电压源换流器件的脆弱性和柔性直流电网结构的特殊性,导致其对直流侧故障的耐受能力极差,因此对直流线路故障处理技术提出了严峻挑战。针对柔直电网对保护快速性的极高要求、直流断路器的高昂成本以及无选择性重合闸等问题,项目开展了创新性理论方法研究和样机研制工作。主要成果包括:(1)提出了基于线模电压行波的直流线路单端量保护方法;(2)提出了基于线模故障分量功率的直流线路方向纵联保护方案;(3)提出了基于包络线的雷击干扰识别方法;(4)提出了基于断开极耦合电压的自适应重合闸方案;(5)提出了基于行波信号注入的柔性直流电网自适应重合闸方案;(6)设计了具备限流、潮流控制、自适应重合闸等系列多功能多端口的混合式直流断路器拓扑及其控制策略;(7)研制了具备单/双端量保护功能的直流线路保护样机,RTDS闭环测试结果表明所提单端量与双端量保护分别在2毫秒和4毫秒内可靠识别区内外故障、动作灵敏快速;(8)试制了多款混合式直流断路器低压实验样机,物理测试验证了所提多功能、多端口混合式直流断路器良好的控制性能和极快的故障切除速度(3毫秒内)。.依托该项目出版学术专著《柔性直流输电线路保护》1部,发表论文33篇(其中SCI/EI收录期刊论文21篇;EI国际会议论文11篇),授权发明专利6项、受理3项。取得的理论研究成果为多端柔性直流电网的故障快速处理提供技术支持,保护样机和多端口混合式直流断路器的研制为理论成果的工程应用奠定了基础,具有重要的理论价值和良好的工程应用前景。
多端柔性直流电网故障限流与快速保护技术研究
  • 批准号:
    51677109
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    邹贵彬
  • 依托单位:
智能变电站行波能量比较式快速母线保护研究
  • 批准号:
    51277114
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    邹贵彬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金