本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种单极大地回线转金属回线的控制方法、装置和存储介质。
背景技术：
直流输电系统有多种运行方式，包括双极运行，单极大地回线运行，单极金属回线运行。当直流某一极进行检修或发生故障时，另一极就可以通过单极大地回线运行方式继续运行，提高直流输电系统的可靠性。但长期的大地回线运行会影响直流输电系统的正常和安全运行，并对地极附件的生态环境造成影响，因此，为了降低因故障造成的单极大地回线方式的运行时间，在故障情况下，控制单极大地回线转换为单极金属回线运行方式在直流输电系统中非常重要。
直流输电系统的送端换流站配置有金属回线转换开关mrtb(metallicreturntransferbreaker)和大地回线转换开关mrs(metallicreturnswitch)，当直流输电系统处于单极大地回线运行时，开关mrtb处于闭合状态，开关mrs处于断开状态。控制单极大地回线转换为单极金属回线的原理为：控制开关mrs闭合，形成金属回线电流通路和大地回线电流通路并存状态，送端换流站检测到站内的mrs闭合后，发出分闸指令，以控制开关mrtb分闸。若此时流过站内的金属回线电流大于门槛值，则开关mrtb分闸，断开大地回线电流通路，从而完成大地回线到金属回线运行的转换。若此时金属回线电流小于门槛值，则触发mrtb禁止分闸逻辑，开关mrtb不分闸，大地回线到金属回线转换失败。
然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：在多端直流输电系统中，因存在多个换流站均控电流，大地回线与金属回线上电流的分布要复杂很多，当控制各个换流站的mrs闭合后，此时多端大地、金属回线同时存在，多个换流站之间的存在电流水平组合。在某一换流站控制mrtb分闸后，另一换流站的金属回线电流在某些电流水平组合下变为小于门槛值，将触发mrtb禁止分闸逻辑，导致该环流站的开关mrtb无法分闸。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种单极大地回线转金属回线的控制方法、装置和存储介质，在多端直流输电系统大地回线转换为金属回线过程中，能有效避免触发mrtb禁止分闸逻辑而导致金属回线转换失败的情况，提高多端直流系统的运行可靠性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种单极大地回线转金属回线的控制方法，适用于多端直流输电系统，包括步骤：
在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合；
每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站；
每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb；
每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开。
作为上述方案的改进，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流小于等于所述预设电流值时，保持闭合状态；并在判断所述金属回线电流大于所述预设电流值时断开。
作为上述方案的改进，在所述每一送端换流站分别控制本站的大地回线转换开关mrs闭合之前，还包括步骤：
受端换流站控制站内的金属回线隔离刀闸闭合，以启动金属回线连接。
作为上述方案的改进，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
每一送端换流站在检测到本站的开关mrtb断开之后，发送mrtb分位信号至所述受端换流站；
所述受端换流站在收到所有送端换流站的mrtb分位信号后，控制站内接地开关闭合。
作为上述方案的改进，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
所述受端换流站在收到所有送端换流站的mrtb分位信号后，控制大地回线隔离刀闸断开。
作为上述方案的改进，所述预设电流值为20a。
作为上述方案的改进，所述每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb，具体包括：
每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，经过预设的时间延迟后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。
作为上述方案的改进，所述预设的时间延迟为3s。
本发明实施例还提供了一种单极大地回线转金属回线的控制装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
与现有技术相比，本发明公开的一种单极大地回线转金属回线的控制方法、装置和存储介质，在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合；每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站；每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb；所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开。在多端直流输电系统大地回线转换为金属回线过程中，每一送端换流站在控制本站的开关mrs闭合之后，需要在接收到所有送端环流站发送过来的mrs合位信号后，才同步发送分闸控制指令至开关mrtb。通过增加每一送端换流站之间的交互通讯，实现开关mrtb同时分闸，能有效避免触发mrtb禁止分闸逻辑而导致金属回线转换失败的情况，提高多端直流系统的运行可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种单极大地回线转金属回线的控制方法的步骤流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的另一种单极大地回线转金属回线的控制方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的三端直流输电系统中单极大地回线接线示意图；
图4是本发明实施例二提供的三端直流输电系统中单极金属回线接线示意图；
图5是本发明实施例三提供的一种单极大地回线转金属回线的控制装置的结构示意图。
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。
本发明实施例一提供的单极大地回线转金属回线的控制方法，适用于多端直流输电系统。多端直流输电系统是指含有多个换流站的直流输电系统。所述换流站包括送端换流站和受端换流站。多端直流输电系统最显著的特点在于能够实现多电源供电、多落点受电，提供一种更为灵活的输电方式，其运行方式丰富多样，包括双极运行，单极大地回线运行，单极金属回线运行等。每一送端换流站配置有金属回线转换开关mrtb和大地回线转换开关mrs，每一受端换流站配置有金属回线隔离刀闸q71、大地回线隔离刀闸q5以及站内接地开关hsgs。当多端直流输电系统处于单极大地回线转换开关时，金属回线转换开关mrtb和大地回线隔离刀闸q5处于闭合状态；大地回线转换开关mrs、金属回线隔离刀闸q71和站内接地开关hsgs处于断开状态。当多端直流输电系统处于单极金属回线转换开关时，大地回线转换开关mrs、金属回线隔离刀闸q71和站内接地开关hsgs处于闭合状态；金属回线转换开关mrtb和大地回线隔离刀闸q5处于断开状态。
参见图1，是本发明实施例一提供的一种单极大地回线转金属回线的控制方法的步骤流程示意图。所述单极大地回线转金属回线的控制方法，包括步骤s11至s14：
s11、在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合。
s12、每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站。
s13、每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。
s14、每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开。
在本发明实施方式下，多端直流输电系统从单极大地回线运行方式转换为单极金属回线运行方式的过程中，每一送端换流站发送合闸控制指令至本站的大地回线转换开关mrs，以使所述开关mrs在接收到所述合闸控制指令后处于闭合状态。每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，建立与其他每一送端换流站的信息交互，也即发送mrs合位信号至其他送端换流站，同时接收其他送端换流站传输而来的mrs合位信号。当送端换流站接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，每一送端换流站同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，检测流过本站的金属回线电流idl_op是否大于预设电流值。在判断金属回线电流idl_op大于预设电流值时，所述开关mrtb立即处于断开状态。因此，当每一送端换流站都同步发出分闸控制指令后，若每一送端换流站的金属回线电流均大于预设电流值，则每一开关mrtb实现同时分闸的效果。
在现有技术中，每一送端换流站在控制本站的开关mrs闭合后，则发送分闸控制指令至本站的开关mrtb，控制所述开关mrtb断开。在每一送端换流站都分别完成闭合开关mrs、断开开关mrtb的操作之后，进一步完成从单极大地回线运行到单极金属回线运行的转换。然而，多端直流输电系统在开关mrs闭合后将形成金属回线电流通路和大地回线电流通路并存状态，此时，大地回线与金属回线上电流分布较为复杂，存在多种电流水平组合的情况。在某一换流站控制mrtb分闸后，另一换流站的金属回线电流在某些电流水平组合下变为小于门槛值，将触发mrtb禁止分闸逻辑，导致该环流站的开关mrtb无法分闸，从而使单极大地回线运行到单极金属回线运行的转换失败。
本发明实施例一提供的单极大地回线转金属回线的控制方法，通过增加每一送端换流站之间的信息交互，同步发出对本站的开关mrtb的分闸控制指令，有效避免了在某一送端换流站的开关mrtb先一步分闸后，另一送端换流站的金属回线电流在某些电流水平组合下变为小于门槛值，从而触发mrtb禁止分闸逻辑而导致金属回线转换失败的情况，提高了多端直流系统的运行可靠性。
参见图2，是本发明实施例二提供的另一种单极大地回线转金属回线的控制方法的步骤流程示意图。本发明实施例二在实施例一的基础上实施，包括实施例一的所有执行步骤，所述单极大地回线转金属回线的控制方法包括步骤s21至s26：
s21、受端换流站控制站内的金属回线隔离刀闸闭合，以启动金属回线连接。
多端直流输电系统在进行单极大地回线运行方式转换为单极金属回线运行方式的过程中，通过闭合金属回线隔离刀闸q71来启动金属回线连接。所述金属回线隔离刀闸q71配置于受端换流站内。
s22、在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合。
s23、每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站。
s24、每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。
s25、每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开；其中，所述预设电流值为20a。
s26、每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流小于等于所述预设电流值时，保持闭合状态；并在判断所述金属回线电流大于所述预设电流值时断开。
在本发明实施例中，每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。但由于此时多端直流输电系统处于大地回线电流通路和金属回线电流通路并存的状态，某一送端换流站可能在电流水平组合下，导致流过的金属回线电流idl_op小于预设电流值，在这种情况下，即使开关mrtb接收到所述分闸控制指令，也不满足分闸条件，则触发mrtb禁止分闸逻辑，开关mrtb保持闭合状态。之后，当满足分闸条件的其他送端换流站的开关mrtb分开后，站间电流发生转移，流过不满足分闸条件的送端换流站之后，金属回线电流idl_op又大于预设电流值，mrtb禁止分闸逻辑返回，开关mrtb在判断所述金属回线电流大于所述预设电流值时，则处于断开状态，从而完成从单极大地回线运行到单极金属回线运行的转换。
需要说明的是，多端直流输电系统内不会存在各个送端换流站在开关mrs闭合后，金属回路均没有电流流过或流过的金属回线电流均小于等于预设电流值的情况。
进一步地，参见图2，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤s27至s28：
s27、每一送端换流站在检测到本站的开关mrtb断开之后，发送mrtb分位信号至所述受端换流站；
s28、所述受端换流站在收到所有送端换流站的mrtb分位信号后，控制站内接地开关闭合；控制大地回线隔离刀闸断开。
当每一送端换流站的开关mrs闭合、开关mrtb断开之后，受端换流站控制控制站内接地开关hsgs闭合、大地回线隔离刀闸q5断开，多端直流输电系统各个换流站的单极金属回线通路，从而完成从单极大地回线运行到单极金属回线运行的转换。
进一步地，步骤s24具体为：每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，经过预设的时间延迟后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。
优选地，所述预设的时间延迟为3s。
具体地，当每一mrs开关闭合后，此时多端直流输电系统处于大地回线电流通路和金属回线电流通路并存的状态，系统内的电流会重新分布。通过延迟3s时长，有利于躲过系统暂态过程，并且预留一定时间检测流过mrs开关上的金属回线电流是否大于预设电流值，从而判断是否触发mrtb禁止分闸逻辑。禁止分闸逻辑的检测时间一般为500ms。在经过3s的预设时间延迟后，若没有触发mrtb禁止分闸逻辑，则表明mrs合闸成功，已形成金属回线电流回路，进而由每一送端换流站同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb，以进行后续的开关mrtb断开等操作，进一步保证单极大地回线转换为金属回线过程的成功率。
作为优选的实施例，参见图3-4，图3是本发明实施例二提供的三端直流输电系统中单极大地回线接线示意图；图4是本发明实施例二提供的三端直流输电系统中单极金属回线接线示意图。
三端直流输电系统包括送端换流站a、送端换流站b以及一个受端换流站c，站b设置有汇流母线实现三站电气连接。站a配置有金属回线转换开关mrtb1和大地回线转换开关mrs1；站b配置有金属回线转换开关mrtb2和大地回线转换开关mrs2；站c配置金属回线隔离刀闸q71、大地回线隔离刀闸q5以及站内接地开关hsgs。三端直流输电系统在单极大地回线运行方式下，各开关状态分别为：mrtb1闭合、mrtb2闭合、q5闭合、mrs1断开、mrs2断开、q71断开、hsgs断开；在单极金属回线运行方式下，各开关状态分别为：mrtb1断开、mrtb2断开、q5断开、mrs1闭合、mrs2闭合、q71闭合、hsgs闭合。三端单极金属回线运行时，通过站c的站内接地开关hsgs接地形成接地点。
在三端直流输电系统从单极大地回线运行到单极金属回线运行的转换的控制方法为：站c闭合金属回线隔离刀闸q71，以启动金属回线连接。在启动金属回线连接后，站a和站b分别进行金属回线连接操作，站a闭合转换开关mrs1，站b闭合转换开关mrs2。待开关mrs1、mrs2均合闸后，站a和站b分别发送mrs合位信号至对站。站a收到mrs1和mrs2的合位信号后，经过3s时间延迟，发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb1；站b收到mrs1和mrs2的合位信号后，经过3s时间延迟，发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb2。
在一种实施方式中，若开关mrs1、mrs2合闸后，流过站a和站b的金属回线电流idl_op1和idl_op2均大于门槛值，则不触发mrtb开关禁止分闸逻辑，mrtb1和mrtb2在收到所述分闸控制指令后实现同时分闸。
需要说明的是，在实际工程中，站a与站b之间可能存在通讯延迟的情况，需要100ms左右的站间通讯时间，在这种情况下，开关mrtb1和mrtb2仍能保证在500ms内实现分闸。因分闸时间间隔小至微秒级，可以忽略不计，仍可以实现避免在某一送端换流站的开关mrtb先一步分闸后，另一送端换流站的金属回线电流在某些电流水平组合下变为小于预设电流值，从而触发mrtb禁止分闸逻辑的有益效果。
在另一种实施方式中，若开关mrs1、mrs2合闸后，此时三端直流输电系统中大地回线、金属回线同时存在，在站a与站b某些电流水平组合下，导致流过站a或者站b金属回线电流idl_op小于预设电流值而不满足分闸条件，触发mrtb禁止分闸逻辑。但该情况不存在a、b两站同时禁止mrtb的情况，因此，假设此时站a不满足分闸条件，站b满足分闸条件，则站b在接收到mrs1和mrs2的合位信号后，发送分闸控制指令至开关mrtb2，开关mrtb2满足分闸条件断开，三端系统内各换流站间的电流发生转移，流过站a的金属回线电流idl_op1又大于预设电流值，mrtb禁止分闸分闸逻辑返回，则开关mrtb1断开。
在接收到开关mrtb1和mrtb2的分位信号后，站c的站内接地开关hsgs闭合，大地回线隔离刀闸q5断开，三站单极金属回线出现，单极大地转单极金属回线过程完成。
本发明实施例二提供的一种单极大地回线转金属回线的控制方法，在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合；每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站；每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb；所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开。当判断流过本站的金属回线电流小于等于所述预设电流值时，保持闭合状态；并在判断所述金属回线电流大于所述预设电流值时断开。在多端直流输电系统大地回线转换为金属回线过程中，每一送端换流站在控制本站的开关mrs闭合之后，需要在接收到所有送端环流站发送过来的mrs合位信号后，才同步发送分闸控制指令至开关mrtb。通过增加每一送端换流站之间的交互通讯，实现开关mrtb同时分闸，能有效避免触发mrtb禁止分闸逻辑而导致金属回线转换失败的情况，提高多端直流系统的运行可靠性。
参见图5，是本发明实施例三提供的一种单极大地回线转金属回线的控制装置的结构示意图。本发明实施例三提供的一种单极大地回线转金属回线的控制装置30，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一或实施例二所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种单极大地回线转金属回线的控制装置用于执行上述实施例的一种单极大地回线转金属回线的控制方法的所有流程步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如实施例一或实施例二所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
1.一种单极大地回线转金属回线的控制方法，适用于多端直流输电系统，其特征在于，包括步骤：
在启动金属回线连接后，每一送端换流站控制本站的大地回线转换开关mrs闭合；
每一送端换流站在检测到本站的开关mrs闭合之后，发送mrs合位信号至其他送端换流站；
每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb；
每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流大于预设电流值时，立即断开。
2.如权利要求1所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
每一所述金属回线转换开关mrtb在接收到所述分闸控制指令后，当判断流过本站的金属回线电流小于等于所述预设电流值时，保持闭合状态；并在判断所述金属回线电流大于所述预设电流值时断开。
3.如权利要求1所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，在所述每一送端换流站分别控制本站的大地回线转换开关mrs闭合之前，还包括步骤：
受端换流站控制站内的金属回线隔离刀闸闭合，以启动金属回线连接。
4.如权利要求2所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
每一送端换流站在检测到本站的开关mrtb断开之后，发送mrtb分位信号至所述受端换流站；
所述受端换流站在收到所有送端换流站的mrtb分位信号后，控制站内接地开关闭合。
5.如权利要求4所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述单极大地回线转金属回线的控制方法还包括步骤：
所述受端换流站在收到所有送端换流站的mrtb分位信号后，控制大地回线隔离刀闸断开。
6.如权利要求1-5任意一项所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述预设电流值为20a。
7.如权利要求1所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb，具体包括：
每一送端换流站在接送到所有送端换流站的mrs合位信号后，经过预设的时间延迟后，同步发送分闸控制指令至本站的金属回线转换开关mrtb。
8.如权利要求7所述的单极大地回线转金属回线的控制方法，其特征在于，所述预设的时间延迟为3s。
9.一种单极大地回线转金属回线的控制装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的单极大地回线转金属回线的控制方法。
技术总结