本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种区域交直流互联系统的故障检测方法及装置。
背景技术：
近年来，交直流电源和负荷的大量接入，使得电网向交直流混合供电方式转变。区域交直流互联系统，能够满足差异化并网及用户供电需求。
然而，交直流互联系统的拓扑多样、接线形式复杂，接地方式不尽相同，使得保护配合和故障定位也更加复杂。与单独的传统交流保护和直流保护不同，交直流互联系统需要交、直流保护配合，保证设备和系统的安全，快速隔离故障电路，保证无故障部分的继续运行，以提高供电的安全性和可靠性。尤其，对于小电流接地系统，在单相接地故障和直流单极接地故障下，故障电流特征不明显，故障电压特征反映的范围广、从而难以实现故障定位及故障隔离。
因此，如何快速定位来隔离故障电路成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于如何快速定位来隔离故障电路。
为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种区域交直流互联系统的故障检测方法，区域交直流互联系统包括多个变电站，多个变电站之间共用至少部分线路，故障检测方法包括：
获取用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号；根据触发信号闭锁各个变电站的线路开关；逐次解锁各个变电站的线路开关得到各个变电站的反馈结果；根据反馈结果确定与反馈结果对应的变电站线路的故障情况。
可选地，获取用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号，包括：接收从区域交直流互联系统采集的电压信号；对电压信号进行解析得到触发信号。
可选地，根据反馈结果确定与反馈结果对应的变电站线路的故障情况，包括：判断反馈结果是否存在故障信息；如果反馈结果存在故障信息，则确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障。
可选地，如果反馈结果不存在故障信息，则保持与反馈结果对应的变电站线路开关的解锁状态。
可选地，在确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障之后，还包括：隔离与反馈结果对应的变电站。
根据第二方面，本发明实施例公开了一种区域交直流互联系统的故障检测装置，区域交直流互联系统包括多个变电站，多个变电站之间共用至少部分线路，故障检测装置包括：
触发模块，用于获取用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号；闭锁模块，用于根据触发信号闭锁各个变电站的线路开关；解锁模块，用于逐次解锁各个变电站的线路开关得到各个变电站的反馈结果；判据模块，用于根据反馈结果确定与反馈结果对应的变电站线路的故障情况。
可选地，触发模块包括：接收单元，用于接收从区域交直流互联系统采集的电压信号；解析单元，用于对电压信号进行解析得到触发信号。
可选地，判据模块包括：判断单元，用于判断反馈结果是否存在故障信息；确定单元，用于如果判断单元判断反馈结果存在故障信息，则确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障。
可选地，判据模块还包括：保持单元，用于如果判断单元判断反馈结果不存在故障信息，则保持与反馈结果对应的变电站线路开关的解锁状态。
可选地，还包括：隔离模块，用于隔离与反馈结果对应的变电站。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的区域交直流互联系统的故障检测方法及装置，由于在获取触发信号后，闭锁各个变电站的线路开关，而后，逐次解锁各个变电站的线路开关，可以分别得到各个变电站的反馈结果，通过反馈结果可以确定与反馈结果对应的变电站线路是否存在故障，从而实现了对系统的故障进行定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例中一种区域交直流互联系统的拓扑接线示意图；
图2为本实施例中一种区域交直流互联系统的故障检测方法流程图；
图3为本实施例中一种区域交直流互联系统的故障检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，为本实施例公开的一种区域交直流互联系统的拓扑接线示意图，区域交直流互联系统可保护一个或多个变电站，各变电站可输出多级直流或交流。变电站之间可以独立运行，也可以互联。变电站可以采用通过dc/dc换流器接入光伏等分布式电源。本实施例中，区域交直流互联系统包括多个变电站，多个变电站之间共用至少部分线路。
请参考图2，为本实施例公开的一种区域交直流互联系统的故障检测方法流程图，该区域交直流互联系统的故障检测方法包括：
步骤s100，获取用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号。在具体实施例中，当区域交直流互联系统出现线路故障时，通常会发生信号突变，例如电流变化、电压变化等，在获取到这些突变信号时，表明当前区域交直流互联系统出现了故障。本实施例中，通过采集系统电压信号的方式来获取触发信号，具体地，接收从区域交直流互联系统采集的电压信号；对电压信号进行解析得到触发信号。
步骤s200，根据触发信号闭锁各个变电站的线路开关。在具体实施例中，在获取得到用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号后，为了确保系统安全，通常会对各个变电站的线路开关进行闭锁。在闭锁各个变电站的线路开关后，各个变电站处于断开状态。
步骤s300，逐次解锁各个变电站的线路开关得到各个变电站的反馈结果。本实施例中，在对各个变电站的线路开关进行闭锁后，可以逐次解锁各个变电站的线路开关，由此来得到各个变电站在线路开关解锁后的反馈结果。在具体实施例中，由于逐次解锁各个变电站，因此，在解锁当前变电站后，得到的该解锁后的反馈结果可以反映该变电站的线路状况。
步骤s400，根据反馈结果确定与反馈结果对应的变电站线路的故障情况。在具体实施例中，可以判断反馈结果是否存在故障信息；如果反馈结果存在故障信息，则确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障。具体地，在得到某变电站的反馈结果时，反馈结果承载了突变信息，则表明该变电站的线路发生了故障。在可选的实施例中，在确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障之后，还包括：隔离与反馈结果对应的变电站。从而，减少线路故障的变电站对系统的影响。
在可选的实施例中，如果反馈结果不存在故障信息，则保持与反馈结果对应的变电站线路开关的解锁状态。从而，使得未发生线路故障的变电站可以正常工作。
本实施例还公开了一种区域交直流互联系统的故障检测装置，区域交直流互联系统包括多个变电站，多个变电站之间共用至少部分线路，请参考图3，为该故障检测装置结构示意图，该故障检测装置包括：触发模块100、闭锁模块200、解锁模块300和判据模块400，其中：
触发模块100用于获取用于表征区域交直流互联系统故障的触发信号；闭锁模块200用于根据触发信号闭锁各个变电站的线路开关；解锁模块300用于逐次解锁各个变电站的线路开关得到各个变电站的反馈结果；判据模块400用于根据反馈结果确定与反馈结果对应的变电站线路的故障情况。
在可选的实施例中，触发模块包括：接收单元，用于接收从区域交直流互联系统采集的电压信号；解析单元，用于对电压信号进行解析得到触发信号。
在可选的实施例中，判据模块包括：判断单元，用于判断反馈结果是否存在故障信息；确定单元，用于如果判断单元判断反馈结果存在故障信息，则确定与反馈结果对应的变电站线路发生故障。
在可选的实施例中，判据模块还包括：保持单元，用于如果判断单元判断反馈结果不存在故障信息，则保持与反馈结果对应的变电站线路开关的解锁状态。
在可选的实施例中，还包括：隔离模块，用于隔离与反馈结果对应的变电站。
为便于本领域技术人员理解，下文以小电流接地系统为例进行说明，请参考图1，首先对小电流接地系统的保护结构进行说明：
交流线路1上装设差动保护，线路上发生相间故障，交流线路1上差动保护定位为线路上故障，跳开线路两侧开关qf1和qf2。交流线路2上装设差动保护，线路上发生相间故障，交流线路2上差动保护定位为线路上故障，跳开线路两侧开关qf14和qf15。
直流母线3上装设差动保护，直流母线3上发生极间短路故障，直流母线3差动保护定位为母线上故障，跳开线路两侧开关qf11、qf12和qf16。
直流线路4上装设差动保护，线路上发生极间短路故障，直流线路4上差动保护定位为线路上故障，跳开线路两侧开关qf3和qf11。
直流线路5上装设差动保护，线路上发生极间短路故障，直流线路5上差动保护定位为线路上故障，跳开线路两侧开关qf12和qf13。
变电站1、变电站2、变电站3装设装置级保护，如差动保护可以定位为装置内部故障。
直流线路21、直流负荷11、直流负荷12装设固态开关等快速开关，在直流线路21、直流负荷11、直流负荷12及它们的连接母线发生极间短路故障，快速动作切除故障线路。直流负荷11、直流负荷12与直流线路21的保护定值相配合，使分支负荷故障时切除本分支线路，总支线即直流线路21保护不动作。快速开关的定值与变电站1的装置本体保护定值配合，使快速开关动作先于装置本体保护动作，以免直流负荷故障导致整个装置闭锁而使母线失电。
直流线路22、直流负荷13、直流负荷14装设固态开关等快速开关，在直流线路22、直流负荷13、直流负荷14及它们的连接母线发生极间短路故障，快速动作切除故障线路。直流负荷13、直流负荷14与直流线路22的保护定值相配合，使分支负荷故障时切除本分支线路，总支线即直流线路22保护不动作。快速开关的定值与变电站2的装置本体保护定值配合，使快速开关动作先于装置本体保护动作，以免直流负荷故障导致整个装置闭锁而使母线失电。
低压交流线路31、交流负荷15、交流负荷16装设过流保护，发生相间故障时，变电站1控制输出电压ac降低，快速使低压交流线路31、交流负荷15、交流负荷16均不过流，同时变电站1的装置级保护也不动作，再调节控制输出电压ac升高，低压交流线路31、交流负荷15、交流负荷16将达到过流定值，动作切除故障。交流负荷15、交流负荷16与低压交流线路31的定值配合，使分支负荷故障时切除本分支线路，总支线即低压交流线路31保护不动作。
低压交流线路32、交流负荷17、交流负荷18装设过流保护，发生相间故障时，变电站2控制输出电压ac降低，快速使低压交流线路32、交流负荷17、交流负荷18均不过流，同时变电站2的装置级保护也不动作，再调节控制输出电压ac升高，低压交流线路32、交流负荷17、交流负荷18将达到过流定值，动作切除故障。交流负荷17、交流负荷18与低压交流线路32的定值配合，使分支负荷故障时切除本分支线路，总支线即低压交流线路32保护不动作。
交流线路1装设电压异常保护，在交流线路1发生单相接地故障、交流线路2发生单相接地故障、负荷区发生单相接地故障、直流区和负荷区及装置级发生单极接地故障，交流线路1的电压特征各不相同，以交流线路1发生单相接地故障的特征作为判据，定位本区域的故障，切除本线路。
交流线路2装设电压异常保护，在交流线路2发生单相接地故障、交流线路1发生单相接地故障、负荷区发生单相接地故障、直流区和负荷区及装置级发生单极接地故障，交流线路1的电压特征各不相同，以交流线路2发生单相接地故障的特征作为判据，定位本区域的故障，切除本线路。
以图1中的变电站3为光伏经dc/dc接入线路为例，说明直流区的故障定位方法。直流母线3装设直流电压异常保护。直流电压异常保护动作，闭锁变电站1所有脉冲、闭锁光伏dc/dc、变电站2的所有脉冲，跳母线所有开关qf11、qf12、qf16及光伏线路开关qf13。延时解锁光伏dc/dc，合光伏开关qf12、qf13。继续判别，若满足直流电压异常保护判断条件，保护动作，则闭锁光伏dc/dc，跳光伏开关qf12、qf13，光伏停运；继续判别，若不满足直流电压异常保护判断条件，保护不动作，光伏继续正常运行。延时解锁变电站2，合变电站2开关qf16。继续判别，若满足直流电压异常保护判断条件，保护动作，则闭锁变电站2，分开关qf16，延时解锁变电站2，变电站2独立运行；若不满足直流电压异常保护判断条件，保护不动作，变电站2继续正常运行。延时解锁变电站1，合变电站1开关qf11。继续判别，若满足直流电压异常保护判断条件，保护动作，则闭锁变电站1，分开关qf3和qf11，延时解锁变电站1，变电站1独立运行；若不满足直流电压异常保护判断条件，保护不动作，变电站1继续正常运行。直流线路4发生故障时，变电站1闭锁，变电站3的光伏dc/dc和变电站2闭锁，跳母线所有开关qf11、qf12、qf16及光伏线路开关qf13。经延时，光伏dc/dc解锁，合光伏开关qf12、qf13，光伏正常运行。再经延时，变电站2解锁，合变电站2开关qf16，变电站2正常运行。再经延时，变电站1解锁，合于故障，则变电站1闭锁，跳线路两侧开关qf3和qf11，再经延时变电站1解锁继续运行。在这种情况下，直流线路4为故障线路，将其两侧开关跳开并隔离故障，变电站1单独运行，变电站2和变电站3可以连接运行。
直流母线3发生故障时，变电站1闭锁，变电站3的光伏dc/dc和变电站2闭锁，跳母线所有开关qf11、qf12、qf16及光伏线路开关qf13。经延时，光伏dc/dc解锁，合光伏开关qf12、qf13，合于故障，光伏闭锁跳开关qf12、qf13，光伏停运。再经延时，变电站2解锁，合变电站2开关qf16，合于故障，变电站2闭锁跳开关qf16，经延时，变电站2解锁，独立运行。再经延时，变电站1解锁，合开关qf3和qf11，合于故障，则变电站1闭锁，跳线路两侧开关qf3和qf11，再经延时变电站1解锁独立运行。在这种情况下，直流母线3为故障线路，将母线连接开关全部跳开，隔离故障，变电站1单独运行，变电站2单独运行。
直流线路5发生故障时，变电站1闭锁，变电站3的光伏dc/dc和变电站2闭锁，跳母线所有开关qf11、qf12、qf16及光伏线路开关qf13。经延时，光伏dc/dc解锁，合光伏开关qf12、qf13，合于故障，光伏闭锁跳开关qf12、qf13，光伏停运。再经延时，变电站2解锁，合变电站2开关qf16，变电站2正常运行。再经延时，变电站1解锁，合开关qf3和qf11，变电站1正常运行。在这种情况下，直流线路5为故障线路，将线路两侧连接开关跳开，隔离故障，变电站1单独运行，变电站2可与变电站1连接运行。
本实施例提供的区域交直流互联系统的故障检测方法及装置，由于在获取触发信号后，闭锁各个变电站的线路开关，而后，逐次解锁各个变电站的线路开关，可以分别得到各个变电站的反馈结果，通过反馈结果可以确定与反馈结果对应的变电站线路是否存在故障，从而实现了对系统的故障进行定位。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。