本发明涉及可控避雷器控制技术领域，并且更具体地，涉及一种特高压交流开关型可控避雷器的控制方法及系统。
背景技术：
根据特高压交流输电系统对深度降低操作过电压水平的迫切需求和操作过电压常规限制方法在经济性和运行可靠性方面存在的不足，提出了操作过电压柔性限制方法。该方法的核心是将在变电站线路侧安装可控避雷器和在线路中部安装常规避雷器结合起来，深度降低操作过电压，取消断路器合闸电阻。可控避雷器技术是柔性限制方法的关键，目前主要聚焦于特高压交流开关型可控避雷器的研究。
开关型可控避雷器方案的结构示意图如图1所示，主要由避雷器本体和控制单元组成，避雷器本体分为固定元件金属氧化物避雷器(metaloxidearrester，moa)moa1和受控元件moa2，控制单元(controlunit，cu)由开关k和控制器组成，moa2和cu并联。开关型可控避雷器主要用于限制由合闸和重合闸产生的操作过电压，使断路器取消合闸电阻。在系统合闸和单相重合闸时，在站内断路器合闸前，预先将cu合闸，以限制合闸和单相重合闸引起的操作过电压；操作过电压过去后，cu分闸，moa1和moa2共同作用，以保障避雷器的运行可靠性。在工频电压、工频过电压和雷电过电压下，cu断开，moa1和moa2共同承担。开关型可控避雷器主要通过控制器在不同工况下对控制开关的投切，来限制由合闸和重合闸产生的操作过电压，使断路器取消合闸电阻。
开关型可控避雷器要实现对合闸操作过电压的限制功能，控制单元cu必须与断路器汇控柜、变电站控制保护系统密切配合。控制单元控制逻辑和控制时序的正确性对开关型可控避雷器的功能实现和可靠性运行至关重要。
技术实现要素：
本发明提出了一种特高压交流开关型可控避雷器的控制方法及系统，以解决如何对特高压交流开关型可控避雷器进行控制的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种特高压交流开关型可控避雷器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收第一合闸命令，记录当前的时刻为开始时刻，此时控制开关根据所述第一合闸命令进行合闸动作，延时继电器开始计时；
在延时继电器的计时时刻达到预设延时阈值前，判断控制开关是否合闸成功；
当控制开关合闸成功并且延时继电器的时刻已达到预设延时阈值，向断路器发送第二合闸命令；
断路器接收所述第二合闸命令，并根据所述第二合闸命令进行合闸动作；
当断路器合闸成功并延时至操作过电压持续时间阈值后，控制开关根据接收的分闸命令进行分闸动作；
当到达控制开关的分闸时间阈值后，判断控制开关是否分闸成功；
当控制开关分闸成功时，控制结束，并记录当前的时刻为结束时刻。
优选地，其中所述方法还包括：
当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以避免产生高幅值的操作过电压。
优选地，其中所述方法还包括：
当控制开关分闸失败时，向断路器发送分闸命令，以使线路停运。
优选地，其中所述方法还包括：
计算结束时刻和起始时刻的时间差值，将所述时间差值确定为控制时序。
优选地，其中所述方法还包括：
根据控制开关的合闸时间误差和延时继电器的动作时间误差，对控制时序进行调整。
根据本发明的另一个方面，提供了一种特高压交流开关型可控避雷器的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
第一合闸动作单元，用于接收第一合闸命令，记录当前的时刻为开始时刻，此时控制开关根据所述第一合闸命令进行合闸动作，延时继电器开始计时；
合闸判断单元，用于在延时继电器的计时时刻达到预设延时阈值前，判断控制开关是否合闸成功；
第二合闸命令发送单元，用于当控制开关合闸成功并且延时继电器的时刻已达到预设延时阈值，向断路器发送第二合闸命令；
第二合闸动作单元，用于断路器接收所述第二合闸命令，并根据所述第二合闸命令进行合闸动作；
分闸动作单元，用于当断路器合闸成功并延时至操作过电压持续时间阈值后，控制开关根据接收的分闸命令进行分闸动作；
分闸判断单元，用于当到达控制开关的分闸时间阈值后，判断控制开关是否分闸成功；
控制结束单元，用于当控制开关分闸成功时，控制结束，并记录当前的时刻为结束时刻。
优选地，其中所述系统还包括：
不合闸命令发送单元，用于当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以避免产生高幅值的操作过电压。
优选地，其中所述系统还包括：
分闸命令发送单元，用于当控制开关分闸失败时，向断路器发送分闸命令，以使线路停运。
优选地，其中所述系统还包括：
控制时序确定单元，用于计算结束时刻和起始时刻的时间差值，将所述时间差值确定为控制时序。
优选地，其中所述系统还包括：
控制时序调整单元，用于根据控制开关的合闸时间误差和延时继电器的动作时间误差，对控制时序进行调整。
本发明提供了一种特高压交流开关型可控避雷器的控制方法及系统，接收第一合闸命令，在延时继电器的计时时刻达到预设延时阈值前，判断控制开关是否合闸成功；当控制开关合闸成功并且延时继电器的时刻已达到预设延时阈值，向断路器发送第二合闸命令；当断路器合闸成功并延时至操作过电压持续时间阈值后，控制开关根据接收的分闸命令进行分闸动作；当控制开关分闸成功时，控制结束，并记录当前的时刻为结束时刻，通过可控避雷器控制单元中的控制开关与主断路器配合联动，对特高压交流开关型可控避雷器进行控制，确定控制逻辑和控制时序。在本发明中，当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以免会产生高幅值的操作过电压，威胁系统绝缘；同时，若控制开关分闸不成功，则立即使断路器分闸，以避免避雷器存在风险。通过控制开关的合闸和分闸可靠性能够判断可控避雷器能否起到预期效果。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为开关型可控避雷器的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的特高压交流开关型可控避雷器的控制方法200的流程图；
图3为根据本发明实施方式的断路器与控制开关动作配合的示意图；
图4为根据本发明实施方式的开关型可控避雷器的控制逻辑图；
图5为根据本发明实施方式的开关型可控避雷器的控制时序图；
图6为根据本发明实施方式的调整后的控制时序图；以及
图7为根据本发明实施方式的特高压交流开关型可控避雷器的控制系统700的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图2为根据本发明实施方式的特高压交流开关型可控避雷器的控制方法200的流程图。如图2所示，本发明的实施方式提供的特高压交流开关型可控避雷器的控制方法，通过可控避雷器控制单元中的控制开关与主断路器配合联动，对特高压交流开关型可控避雷器进行控制，确定控制逻辑和控制时序。在本发明的实施方式中，当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以免会产生高幅值的操作过电压，威胁系统绝缘；同时，若控制开关分闸不成功，则立即使断路器分闸，以避免避雷器存在风险。通过控制开关的合闸和分闸可靠性能够判断可控避雷器能否起到预期效果。本发明的实施方式提供的特高压交流开关型可控避雷器的控制方法200从步骤201处开始，在步骤201接收第一合闸命令，记录当前的时刻为开始时刻，此时控制开关根据所述第一合闸命令进行合闸动作，延时继电器开始计时。
本发明实施方式的断路器与控制开关动作配合示意图如图3所示，包括：串联连接的固定元件moa1和受控元件moa2，moa2与开关k(控制开关)并联，断路器(circuit-breaker，cb)分别通过隔离开关ds和母线1以及母线2相连接，系统发送的合闸命令直接作用于开关k。开关型可控避雷器安装于变电站内的线路入口处，通过断路器cb和开关k的配合实现对开关型可控避雷器的控制。
在步骤202在延时继电器的计时时刻达到预设延时阈值前，判断控制开关是否合闸成功。
在步骤203当控制开关合闸成功并且延时继电器的时刻已达到预设延时阈值，向断路器发送第二合闸命令。
优选地，其中所述方法还包括：当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以避免产生高幅值的操作过电压。
在步骤204断路器接收所述第二合闸命令，并根据所述第二合闸命令进行合闸动作。
在步骤205当断路器合闸成功并延时至操作过电压持续时间阈值后，控制开关根据接收的分闸命令进行分闸动作。
在步骤206当到达控制开关的分闸时间阈值后，判断控制开关是否分闸成功。
优选地，在步骤207当控制开关分闸成功时，控制结束，并记录当前的时刻为结束时刻。
优选地，其中所述方法还包括：当控制开关分闸失败时，向断路器发送分闸命令，以使线路停运。
优选地，其中所述方法还包括：计算结束时刻和起始时刻的时间差值，将所述时间差值确定为控制时序。
优选地，其中所述方法还包括：根据控制开关的合闸时间误差和延时继电器的动作时间误差，对控制时序进行调整。
以下具体举例说明本发明的实施方式
本发明的实施方式在武汉特高压交流试验基地进行。图4为根据本发明实施方式的开关型可控避雷器的控制逻辑图。如图4所示，在本发明的实施方式中，系统向k发送合闸/重合闸命令，k接收合闸命令，并且延时继电器开始计时，然后判断k是否合闸成功，如果是，则向断路器cb发送合闸命令，待cb合闸成功后，延时40ms度过操作过电压持续时间，然后向k发送分闸命令，判断k是否分闸成功，如果分闸成功，则控制结束。若k合闸失败，则不像断路器cb发送合闸命令，进行故障排除。若k分闸失败，则立即向断路器cb发送分闸命令，使线路停运。在本方面的实施方式中，关键点在于：若k合闸不成功，则不像cb发送合闸命令，以免会产生高幅值的操作过电压，威胁系统绝缘；若k分闸不成功，立即使cb分闸，以免避雷器会存在风险。
图5为根据本发明实施方式的开关型可控避雷器的控制时序图。如图5所示，在本发明的实施方式中，控制时序步骤为：
step1：系统发送合闸命令至控制开关k，此时的记录时间为0ms，控制开关k接收合闸命令后，延时继电器开始计时。
step2：经过k合闸时间tkc(预计<110ms)后，判断k是否合闸成功；
step3：若k合闸成功，并且时间继电器延时时间tt(110ms)已到，则向断路器cb发送合闸命令，此时为记录的时间为110ms；
step4：经过cb合闸时间tcbc(约85ms)后判断cb是否合闸成功；
合闸成功(195ms时刻)
step5：若合闸成功(此时记录的时间为195ms)，延时40ms度过操作过电压持续时间后向k发分闸命令(此时记录的时间235ms)；
step6：若k分闸成功(此时为295ms时刻)，控制结束。
为保证在时间继电器的延时时间内，k能可靠合闸，需要将时间继电器的设定时间延长至>120ms。考虑到k的合闸时间和延时继电器均存在误差，拟将延时时间由110ms延长至150ms。其它时间也根据实测值进行了调整，调整后的控制时序如图6所示，总时间由原设定的295ms延长至362ms。
图7为根据本发明实施方式的特高压交流开关型可控避雷器的控制系统700的结构示意图。如图7所示，本发明的实施方式提供的特高压交流开关型可控避雷器的控制系统700，包括：第一合闸动作单元701、合闸判断单元702、第二合闸命令发送单元703、第二合闸动作单元704、分闸动作单元705、分闸判断单元706和控制结束单元707。优选地，在所述第一合闸动作单元701，接收第一合闸命令，记录当前的时刻为开始时刻，此时控制开关根据所述第一合闸命令进行合闸动作，延时继电器开始计时。
优选地，在所述合闸判断单元702，在延时继电器的计时时刻达到预设延时阈值前，判断控制开关是否合闸成功。
优选地，在所述第二合闸命令发送单元703，当控制开关合闸成功并且延时继电器的时刻已达到预设延时阈值，向断路器发送第二合闸命令。
优选地，在所述第二合闸动作单元704，断路器接收所述第二合闸命令，并根据所述第二合闸命令进行合闸动作。
优选地，在所述分闸动作单元705，当断路器合闸成功并延时至操作过电压持续时间阈值后，控制开关根据接收的分闸命令进行分闸动作。
优选地，在所述分闸判断单元706，当到达控制开关的分闸时间阈值后，判断控制开关是否分闸成功。
优选地，在所述控制结束单元707，当控制开关分闸成功时，控制结束，并记录当前的时刻为结束时刻。
优选地，其中所述系统还包括：不合闸命令发送单元，用于当控制开关合闸失败时，向断路器发送不合闸命令，以避免产生高幅值的操作过电压。
优选地，其中所述系统还包括：分闸命令发送单元，用于当控制开关分闸失败时，向断路器发送分闸命令，以使线路停运。
优选地，其中所述系统还包括：控制时序确定单元，用于计算结束时刻和起始时刻的时间差值，将所述时间差值确定为控制时序。
优选地，其中所述系统还包括：控制时序调整单元，用于根据控制开关的合闸时间误差和延时继电器的动作时间误差，对控制时序进行调整。
本发明的实施例的特高压交流开关型可控避雷器的控制系统700与本发明的另一个实施例的特高压交流开关型可控避雷器的控制方法200相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。