一种孤岛低功率下闭锁直流的方法、系统及直流站控柜与流程

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种孤岛低功率下闭锁直流的方法、系统及直流站控柜。

背景技术：

在特高压直流输电系统中，直流站中的整流站与交流电网系统正常情况下采用联网运行方式，但当整流站与交流电网系统间的主网联络线全部断开后，直流系统被动进入孤岛运行方式，形成送端水电站带动直流运行的情况。这样使得在孤岛运行状况下，水电站中的水轮机组长期低负荷运行，致使机组一直处于振动区运行，造成整流站中的发电机和厂房出现不同程度的缺陷。

为了解决上面的问题，通常是通过减少开机台数来增加机组出力的方法可以使机组脱离振动区，然而当送端水电站开机数量减少时，对应的交流系统的短路容量减小，使得交流系统在工频下和低次谐波下等值阻抗增加，更容易和交流滤波器发生并联谐振，给电网带来安全稳定风险。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种孤岛低功率下闭锁直流的方法、系统及直流站控柜，解决了现有技术中由于发电机组减少，交流系统的短路容量降低，易发生并联谐振导致电网安全稳定受影响的问题。

本发明实施例的第一方面，提供一种孤岛低功率下闭锁直流的方法，所述方法包括：

获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量；

根据所述双极运行状态量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

优选的，所述根据所述双极运行状态量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统，具体包括：

根据所述双极运行状态量确定直流运行信号量；

根据所述直流运行信号量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

进一步优选的，所述根据所述直流运行信号量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统，具体包括：

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足孤岛低功率闭锁切换延时后，控制从当前直流站控系统切换至备用直流站控系统；

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足孤岛低功率闭锁动作延时后，闭锁双极；

其中，所述孤岛低功率闭锁动作延时大于所述孤岛低功率闭锁切换延时。

可选的，所述方法还包括：

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量这三个信号量中的任意一个为无效信号量，或双极总功率大于等于孤岛低功率闭锁功率定值时，维持当前运行状态。

进一步优选的，所述闭锁双极具体包括：

向交流站控系统发送全切交流滤波器的命令，预设时间段后，发出闭锁双极命令。

本发明实施例的第二方面，提供一种直流站控柜，所述直流站控柜包括：

获取模块，用于获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量；

处理模块，用于根据所述双极运行状态量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

优选的，所述处理模块，具体用于：

根据所述双极运行状态量确定直流运行信号量；

根据所述直流运行信号量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

进一步优选的，所述处理模块在根据所述直流运行信号量、所述双极总功率、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统，具体用于：

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及所述孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足孤岛低功率闭锁切换延时后，控制从当前直流站控系统切换至备用直流站控系统；

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁状态信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足孤岛低功率闭锁动作延时后，闭锁双极；

其中，所述孤岛低功率闭锁动作延时大于所述孤岛低功率闭锁切换延时。

可选的，所述处理模块还用于：

当所述直流运行信号量、所述孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁状态信号量这三个信号量中的任意一个为无效信号量，或双极总功率大于等于孤岛低功率闭锁功率定值时，维持当前运行状态。

进一步优选的，所述处理模块在闭锁双极时，具体用于：

向交流站控系统发送全切交流滤波器的命令，预设时间段后，发出闭锁双极命令。

本发明实施例的第三方面，提供一种孤岛低功率下闭锁直流的系统，所述系统包括：极1极控柜、极2极控柜、交流滤波器测控装置、运行人员工作站以及第二方面所述的直流站控柜，其中：

所述极1极控柜通过极层控制lan和所述直流站控柜连接，所述极2极控柜通过极层控制lan和所述直流站控柜连接，所述直流站控柜通过站层控制lan与交流滤波器测控装置连接，所述的直流站控柜通过分布式数据采集和监控系统scadalan与所述运行人员工作站连接。

本发明实施例提供的孤岛低功率下闭锁直流的方法、系统及直流站控柜，通过获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量；然后，根据该双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁直流或切换直流站控系统。这样使得在孤岛低功率运行方式下能快速停运双极或切换直流站控系统，从而避免孤岛低功率持续运行所产生的机组振动和系统并联谐振的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种孤岛低功率下闭锁直流的方法的流程图；

图2为本发明实施例基于图2提供的逻辑判断框图；

图3为本发明实施例提供的工作站中孤岛低功率下闭锁直流功能的界面示意图

图4为本发明实施例提供的一种直流站控柜的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种孤岛低功率下闭锁直流的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供一种孤岛低功率下闭锁直流的方法，如图1所示，该方法包括：

101、获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量。

示例性的，上述的双极运行状态量包括极1运行状态量和极2运行状态量，其中：极1运行状态量包括极1运行时的电压值、电流值以及功率值等，极2运行状态量包括极2运行时的电压值、电流值以及功率值等；双极总功率为极1运行功率与极2运行总功率之和；而该孤岛状态信号量用于表示当前系统是否处于孤岛运行状态下，通常该孤岛状态信号量用0或1进行表示，当孤岛状态信号量为1时，表示当前系统处于孤岛运行状态，当孤岛状态信号量为0时，表示当前系统处于联网运行状态。然而，这里的0和1仅仅是以示例进行说明，并不用于限定，在实际应用中还可以用其他的标识来表示。

示例性的，上述的步骤101中获取双极运行状态量可以通过极1极控柜和极2极控柜将极1运行状态量、极2运行状态量发送至直流站控柜中，从而获取双极运行状态量；而直流站控柜获取孤岛状态信号量是通过外来的其他装置经过判断后得到该孤岛状态信号量，然后将其发送给直流站控柜。

102、根据双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

示例性的，上述的步骤102包括以下具体内容：

102a、根据双极运行状态量确定直流运行信号量。

其中，上述的直流运行信号量用于表示直流运行的状态。

示例性的，该直流运行信号量可以用0和1来进行表示。当直流运行信号量为1时，表示当前系统中直流运行，当直流运行信号量为0时，表示当前系统中直流未运行。

示例性的，步骤102a具体可以是经过某些运算后经过简单判断来得到直流运行信号量。该双极运行状态量包括极1运行状态量和极2运行状态量，其中：极1运行状态量包括极1运行时的电压值、电流值以及功率值等，极2运行状态量包括极2运行时的电压值、电流值以及功率值等。例如，若以双极运行状态量以电压为例，则步骤102a的具体过程可以是：确定极1运行时的电压值和极2运行时的电压值之和，当该电压值之和小于等于预定阈值时，则该直流运行信号量为1，否则为0。

102b、根据直流运行信号量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

示例性的，上述的步骤102b的具体判断过程可以参照图2所示的逻辑框图，通过图2可以得知，孤岛状态信号量、在整流站中是否有孤岛低功率闭锁功能投入以及直流运行信号量间进行与运算后，得到第一结果；双极总功率和孤岛低功率闭锁功率定值(即为上文提到功率定值)比较大小后，得到第二运算结果；将该第二运算结果、第一运算结果以及直流运行信号量在进行与运算后，得到第三运算结果，根据该运算结果闭锁双极或切换系统。

基于图2的逻辑框图，示例性的，上述的步骤102b具体包括以下内容：

a1、当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足运行孤岛低功率闭锁切换延时后，控制从当前直流站控系统切换至备用直流站控系统。

a2、当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足运行孤岛低功率闭锁动作延时后，闭锁双极。

其中，孤岛低功率闭锁动作延时大于孤岛低功率闭锁切换延时。

可选的，上述的方法还包括：

a3、当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁状态信号量这三个信号量中的任意一个为无效信号量，或双极总功率大于等于孤岛低功率闭锁功率定值时，维持当前运行状态。

示例性的，上述的有效信号量和无效信号量可以用“0”“1”表示，具体的，若有效信号量用1表示，则用于代表直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量均有效，即当前系统中是直流运行，处于孤岛运行模式，且孤岛低功率闭锁功能已开启；无效信号量用0表示，则代表直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量中的任意一个信号量是无效的，即当前系统中不是直流运行，或处于联网运行模式，或未开启孤岛低功率闭锁功能。相反的，若有效信号量用0表示，无效信号量用1表示也可以成立。

当然，上述的0和1仅仅是一种示例，在实际应用中，也可以利用其它标识来表示，这里并不做限定，本实施例为了方便用0和1为例进行说明。

可选的，基于上述的内容，上述的步骤a2中在闭锁双极时，具体包括以下内容：

b1、向交流站控系统发送全切交流滤波器的命令，预设时间段后，发出闭锁双极命令。

示例性的，上述在发出闭锁双极命令后，相应的极1极控柜和极2极控柜紧急停运、双极闭锁且跳交流进线开关。

示例性的，上述的预设时间段是预先进行设定好的，但并非是固定不变的，根据需要可以相应调整，例如：该预设时间可以为60ms。

示例性的，上文所涉及的孤岛低功率闭锁功能是在整流站进行检测的，具体的设置是运行人员通过运行人员工作站(ows)中的孤岛低功率闭锁设置界面设置孤岛低功率闭锁功能是否投入，此外，还可以通过该界面上设置孤岛低功率闭锁功率定值、孤岛低功率闭锁切换延时以及孤岛低功率闭锁动作延时。示例性的，该软件界面可以参考图3所示，在该软件界面上设备有投入、退出按钮，以及功率定值(即孤岛低功率闭锁功率定值)、切换延时和(即孤岛低功率闭锁切换延时)闭锁延时(孤岛低功率闭锁动作延时)的设定框。

本发明实施例提供的孤岛低功率下闭锁直流的方法，通过获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量；然后，根据该双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁直流或切换直流站控系统。这样使得在孤岛低功率运行方式下能快速停运双极或切换直流站控系统，从而避免孤岛低功率持续运行所产生的机组振动和系统并联谐振的发生。

下面将基于图1对应的孤岛低功率下闭锁直流的方法的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种直流站控柜进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种直流站控柜，如图4所示，该直流站控柜2包括：获取模块21以及处理模块22，其中：

获取模块21，用于获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量。

处理模块22，用于根据双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

可选的，上述的处理模块22，具体用于：

根据双极运行状态量确定直流运行信号量。

根据直流运行信号量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

进一步优选的，上述的处理模块22在根据直流运行信号量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统，具体用于：

当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足运行孤岛低功率闭锁切换延时后，控制从当前直流站控系统切换至备用直流站控系统。

当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁状态信号量均为有效信号量，且双极总功率小于孤岛低功率闭锁功率定值时，持续时间满足运行孤岛低功率闭锁动作延时后，闭锁双极。

其中，孤岛低功率闭锁动作延时大于孤岛低功率闭锁切换延时。

可选的，上述的处理模块22还用于：

当直流运行信号量、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁状态信号量这三个信号量中的任意一个为无效信号量，或双极总功率大于等于孤岛低功率闭锁功率定值时，维持当前运行状态。

示例性的，上述的处理模块22在闭锁双极时，具体用于：

向交流站控系统发送全切交流滤波器的命令，预设时间段后，发出闭锁双极命令。

示例性的，上述在发出闭锁双极命令后，相应的极1极控柜和极2极控柜紧急停运、双极闭锁且跳交流进线开关。

本发明实施例提供的直流站控柜，通过获取双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量；然后，根据该双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量进行逻辑判断，根据判断结果闭锁直流或切换直流站控系统。这样使得在孤岛低功率运行方式下能快速停运双极或切换直流站控系统，从而避免孤岛低功率持续运行所产生的机组振动和系统并联谐振的发生。

下面将基于图4对应的直流站控柜的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种孤岛低功率下闭锁直流的系统。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种孤岛低功率下闭锁直流的系统，如图5所示，该系统包括：极1极控柜、极2极控柜、交流滤波器测控装置、运行人员工作站以及上文所述的直流站控柜，其中：

极1极控柜通过极层控制lan和所述直流站控柜连接，极2极控柜通过极层控制lan和直流站控柜连接，直流站控柜通过站层控制lan与交流滤波器测控装置连接，直流站控柜通过scada(中文：分布式数据采集和监控系统)lan与运行人员工作站连接。

上述的直流站控柜设有孤岛低功率闭锁直流逻辑单元，孤岛低功率闭锁直流逻辑单元在获取到双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量后，进行逻辑判段，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。

示例性的，上述的运行人员工作站，用于向直流站控系统提供孤岛低功率闭锁投入信号量、功率定值以及切换延时和闭锁延时的设定值。

需要说明的是，对于直流站控柜中的孤岛低功率闭锁直流逻辑单元的实现功能的过程具体可以参照上文中对于直流站控柜中的描述，这里不再赘述。

本发明实施例提供的孤岛低功率下闭锁直流的系统，在系统中的直流站控柜设有孤岛低功率闭锁直流逻辑单元，孤岛低功率闭锁直流逻辑单元在获取到双极运行状态量、双极总功率、孤岛状态信号量以及孤岛低功率闭锁投入信号量后，进行逻辑判段，根据判断结果闭锁双极或切换直流站控系统。这样使得在孤岛低功率运行方式下能快速停运双极或切换直流站控系统，从而避免孤岛低功率持续运行所产生的机组振动和系统并联谐振的发生。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的直流站控柜，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述直流站控柜中的模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-0nlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。