一种基于相位补偿的柔性直流启动回路差动保护测试方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及柔性直流换流站控制保护装置测试领域，特别涉及一种基于相位补偿的柔性直流启动回路差动保护测试方法。
背景技术
[0002] 随着电
力电子器件技术的发展，柔性直流输电从理论阶段已经开始进入实际应用阶段。在国内，以南方
电网公司为代表的电网企业于2013年建成了世界第一个多端柔性直流输电示范工程--南澳±160kV多端柔性直流输电工程。柔性直流输电最重要的环节技术是交直流转换即换流站的建设，而换流站的控制核心是柔性直流控制保护装置。柔性直流控制保护装置主要保护五个区域，分别是交流保护区、交流
母线保护区(启动回路区)、换流器保护区、直流保护区和直流汇流母线保护区。交流保护区通常采用电磁互感器，保护
电压电流采样信号为交流模拟量，保护装置主要依靠传统交流继电保护装置。换流保护区、直流保护区和直流汇流保护区主要采用电子互感器，保护电压电流采样信号为高速数字FT3报文。而交流母线保护区为交流与直流的转换阶段，保护装置采样信号既有交流模拟量电压电流信号，也有高速数字FT3报文的电压电流信号。
[0003] 启动回路差动保护是交流母线保护区的主要保护逻辑，其差流计算需要同时采集交流模拟量电压电流信号和高速数字FT3电压电流信号。目前交流模拟量电压电流信号的产生主要通过DSP模
块直接控制
放大器模块输出，其模拟产生速度较快，上位机控制命令发送时刻与其实际输出时刻基本一致。数字FT3报文由于其报文速率、
帧数的影响，必须采用FPGA控制才能实现精确输出。受上位机FT3报文预先组织编辑等因素影响，上位机FT3报文控制命令发送时刻与其实际输出时刻有一定的时间差异。
[0004] 要实现启动回路差动保护在换流站现场的定时检修工作，就必须要解决交流模拟量和高速数字FT3报文在一台仪器设备内同步输出问题。目前国内在此项技术和仪器设备研究上还处于空白阶段,因此，启动回路差动保护的逻辑检修工作暂时还不能再换流站现场开展，只能在相关的实验室进行仿真验证。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的是提出一种基于相位补偿的柔性直流启动回路差动保护测试方法，旨在克服以上问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提出的一种基于相位补偿的柔性直流启动回路差动保护测试方法，包括如下步骤：
[0007] S10设置启动回路差动保护定值；
[0008] S20启动回路差动保护差流计算以得出回路差动保护可靠动作参数；
[0009] S30测试系统设定启动回路差动保护可靠动作参数；
[0010] S40同步输出模拟量电压电流输出值和数字FT3电压电流信号输出值，启动回路差动保护电压电流采样；
[0011] S50启动回路差动保护动作出口判断；
[0012] S60若判断为是，则保护逻辑功能正常；若判断为否，则返回S30。
[0013] 优选地，所述S40包括：
[0014] S401上位机设置模拟量电压电流与数字FT3电压电流输出的数值；
[0015] S402模拟量输出初始相位φ1并实际延时T1输出，及数字FT3输出初始相位φ2，并实际延时T2输出，其中T1为差动保护
故障电流的时刻，T2为获取保护出口的时刻；
[0016] S403由以上数据进行输出延时比较计算；
[0017] S404若自动计算保护出口时间|T2-T1|<1us,则模拟量电压电流相位补偿|T2-T1|；
[0018] S405测试系统正常输出；
[0019] S406启动回路差动保护采样正常。
[0020] 优选地，所述启动回路差动保护差流的计算公式为
[0021] 启动回路差动方程：|IacY+IvC|>max(Ich_set,k_set*Ires)，
[0022] 其中IacY为主变靠近
阀侧模拟量电流，IvC为数字FT3电流，Ich_set为差动电流保护动作定值，k_set为比率
制动系数，Ires为启动回路制动电流，其值为Ires＝max(IacY,IvC)，设定模拟量电流IacY的初始幅值和相位，根据该差动方程计算出使差动保护可靠动作的数字FT3电流IvC的
门槛值，根据差流计算改变模拟量电流IacY和数字FT3电流IvC，使启动回路差动保护可靠动作，并根据启动回路差动保护的保护动作出口来判断相关逻辑的正确性。
[0023] 本发明利用交流模拟量电压电流信号控制产生速度较快，而高速数字FT3报文电压电流信号控制产生速度较慢，上位机
软件在同步控制交流模拟电压电流信号和数字FT3报文电压电流信号发送时，每秒钟计算一次两者实际发送相差的时间T，并对模拟量
控制信号进行相位补偿的方法实现两者同步。实现了交流模拟量电压电流信号和高速数字FT3电压电流信号的同步输出，为柔性直流控制保护装置的启动回路差动保护逻辑现场定时检修工作提供一种新方法，极大提高了柔性直流控制保护装置在换流站现场运行的安全可靠性。
附图说明
[0024] 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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明基于相位补偿的柔性直流启动回路差动保护测试的方法
流程图；
[0026] 图2为所述启动回路差动保护电压电流采样的方法流程图；
[0027] 图3为模拟量电压电流与数字FT3电压电流信号
相位差分析，
[0028] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029] 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的一部分实施例，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作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。
[0030] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0032] 本发明主要介绍一种实现模拟量电压电流与数字FT3报文电压电流信号同步输出的方法，解决柔性直流启动回路差动保护无法在换流站现场无法进行保护定值、保护逻辑检修校验的问题。本发明通过利用交流模拟量电压电流信号控制产生速度较快，而高速数字FT3报文电压电流信号控制产生速度较慢，上位机软件在同步控制交流模拟电压电流信号和数字FT3报文电压电流信号发送时，每秒钟计算一次两者实际发送相差的时间T，并对模拟量控制信号进行相位补偿的方法实现两者同步。
[0033] 本发明结合具体实施例，说明如下：
[0034] 1、相位补偿实现模拟量电压电流与数字FT3报文输出同步
[0035] 模拟量电压电流与数字FT3电压电流报文由上位机软件通过FPGA控制输出。在实际发送时，数字FT3电压电流报文发送延缓时间较长。通过相关试验可以测试出同步控制输出时，数字FT3电压电流报文比模拟量电压电流信号输出慢△T。为了实现模拟量电压电流与数字FT3电压电流报文同步，在模拟量输出时，进行初始相位补偿，即输出模拟量电压电流初始相位补偿△T。之后，每秒钟计算一次模拟量电压电流信号与数字FT3电压电流报文实际发送时间差|T2-T1|，根据|T2-T1|差值每秒钟对模拟量进行动态补偿，从而实现模拟量电压电流信号和数字FT3报文同步。
[0036] 2、启动回路差动保护测试
[0037] 设置启动回路差动保护保护的保护定值，根据启动回路差动方程|IacY+IvC|>max(Ich_set,k_set*Ires)进行差流计算。
[0038] 根据启动回路差动方程|IacY+IvC|>max(Ich_set,k_set*Ires)进行差流计算。其中IacY为主变靠近阀侧模拟量电流，IvC为数字FT3电流，Ich_set为差动电流保护动作定值，k_set为比率制动系数，Ires为启动回路制动电流，其值为Ires＝max(IacY,IvC)。
[0039] 设定模拟量电流IacY的初始幅值和相位，根据差动方程计算出使差动保护可靠动作的数字FT3电流IvC的门槛值。在相关测试系统中，同步输出模拟量电流IacY和数字FT3电流IvC，启动回路差动保护进行相关保护采样。根据差流计算改变模拟量电流IacY和数字FT3电流IvC，使启动回路差动保护可靠动作，并根据启动回路差动保护的保护动作出口来判断相关逻辑的正确性。同时，通过对比施加差动保护故障电流的时刻T1和获取保护出口的时刻T2，自动计算保护出口时间即|T2-T1|，整个环节通过闭环控制实现保护动作逻辑、保护动作定值和保护动作出口时间的整体测试。
[0040] 本发明实现了交流模拟量电压电流信号和高速数字FT3电压电流信号的同步输出，为柔性直流控制保护装置的启动回路差动保护逻辑现场定时检修工作提供一种新方法，极大提高了柔性直流控制保护装置在换流站现场运行的安全可靠性。
[0041] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
