特高壓直流輸電線路繼電保護新原理研究

《特高壓直流輸電線路繼電保護新原理研究》是依託上海交通大學，由邰能靈擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：特高壓直流輸電線路繼電保護新原理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邰能靈
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

特高壓直流輸電線路是電力系統的大動脈，肩負著能源產地與用電中心區域之間輸送電能的重任。高性能的特高壓直流輸電線路保護是交直流系統安全運行的重要保證。特高壓直流線路採用雙12 脈動閥串聯的結構，並增加旁路開關等閥連線母線，與傳統的高壓直流輸電有很大差別。我國雖然是直流輸電工程大國，但在直流輸電尤其是特高壓直流相關技術研究方面還相對薄弱。本項目將研究特高壓雙極直流線路的模變換和故障分析方法，研究故障後電氣量的變化規律、特徵諧波和暫態電容電流對保護和測距的影響。在此基礎上，提出考慮交直流系統相互影響的控制措施與保護策略，提出適合於特高壓多饋入直流輸電線路的保護新原理和測距方法，確定特高壓直流線路的保護整定原則。特高壓輸電線路的傳輸容量大，電氣系統聯繫緊密，一旦保護反應不及時或不正確動作，可能導致電網崩潰和大面積停電。因此本項目對提高電力系統供電可靠性及電網安全穩定性具有重要意義。

結題摘要

特高壓直流輸電線路是電力系統的大動脈，肩負著能源產地與用電中心區域之間輸送電能的重任。高性能的特高壓直流輸電線路保護是交直流系統安全運行的重要保證。我國雖然是直流輸電工程大國，但在直流輸電尤其是特高壓直流相關技術研究方面還相對薄弱。本項目研究以直流輸電線路的相模變換為分析基礎，從故障電流波傳遞的角度分析暫態分布電容電流的形成機理及耦合方式，針對特高壓直流輸電線路的參數和結構特點，結合國內外相關工程的特點，考慮高壓直流線路雙極、系統參數的多種變化，研究直流系統邊界特性和故障特點，提出符合特高壓直流線路特點的保護新原理和方案。本項目的重要成果包括：建立並最佳化符合現場實際情況的特高壓直流輸電系統的數值仿真模型；分析和推導了雙極直流線路故障時行波的傳輸特點，揭示了線模分量和地模分量的物理意義及特點；特高壓雙極直流輸電線路模量特徵分析及行波保護方案，可有效區分單極故障和雙極故障，解決了目前工程中行波保護不能識別雙極故障的缺陷；考慮分布電容電流補償的特高壓直流差動保護方案研究；特高壓直流輸電線路暫態能量保護原理研究；特高壓直流輸電線路特徵邊界保護方案研究；閥短路保護的動作策略分析；交直流系統之間相互影響及系統保護協調性問題；對多饋入直流系統中換相失敗導致的交流線路功率倒向發生機理進行研究，提出換流站交流側縱聯保護新方案，解決了功率倒嚮導致縱聯保護誤動問題；特高壓直流輸電線路故障測距方法研究。建立相應的RTDS模型並將上述成果通過實驗驗證，結果表明，新原理和方案均具有較高可靠性和靈敏度，某些主保護回響時間小於10ms。通過本項目的研究，已經培養碩士10名（其中兩人將於2018年底畢業），博士8名（其中三人將於2018年畢業），博士後3名，在國際學術期刊、國際會議及國核心心期刊上發表論文39篇，被SCI收錄12篇、EI收錄25篇，申請國家發明專利11項。特高壓輸電線路的傳輸容量大，電氣系統聯繫緊密，一旦保護反應不及時或不正確動作，可能導致電網崩潰和大面積停電。因此本項目成果對提高電力系統供電可靠性及電網安全穩定性具有重要意義。