特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法技术

技术编号:14551106 阅读:118 留言:0更新日期:2017-02-05 00:13
本发明专利技术公开了一种特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法,在逆变侧,以线路电流IdLH为输入,以时间△T为微分常数,不是由故障引起的直流分量通过微分变为0,由故障引起的交流分量在微分后得到在采样间隔△T内的变化量,当线路线路电压变化率满足要求时,微分后的结果通过积分后表征为有效积分时间内线路电流在去除直流分量后的改变量,将该改变量与门槛值进行比较。该优化方法可以避免计算处理方法不足导致的行波保护误动。

Optimization method of traveling wave protection current variation in UHV DC transmission line

The invention discloses a method for optimization calculation of UHVDC transmission line traveling wave protection current variation, at the inverter side, taking the line current IdLH as input to T for differential constant time delta, is not caused by the failure of the DC component of the differential variable is 0, the AC component caused by faults in the differential are in the sampling interval change of delta T in volume, when the line line voltage change rate meet the requirements, the results of the integral differential representation for effective integral time after removal of the line current in the DC component after the change, the change and the threshold values are compared. The optimization method can avoid the malfunction of the traveling wave protection caused by the lack of calculation method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特高压直流输电系统继电保护技术,更具体地说,涉及一种雷击情况下特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法
技术介绍
特高压直流线路遭受雷击在实际运行中屡见不鲜,加之特高压直流线路的直流线路两极间电位差很大,电磁耦合强度高,线路距离长,电网运行中已出现多起雷击导致的非故障极直流线路行波保护误动情况;因此,改进雷击情况下行波保护的可靠性对特高压直流输电系统安全、可靠运行有重要意义。直流线路行波保护是直流输电线路的主保护,算法简单且动作迅速,其原理是:分别计算电压变化率du/dt、电压变化量ΔU以及电流变化量ΔI,这三个特征量满足门槛值及既定的时序关系后,行波保护无延时动作出口。电流变化量ΔI判据在整流侧是大于某一动态变化的门槛值,而在逆变侧是小于某一固定的门槛值,该判据主要用来区分故障极及非故障极。如果△I处理不当,在发生雷击某极线路时,非故障极的电流变化量可能满足判据而引起该极行波保护误动。目前特高压工程上,针对行波保护电流变化量ΔI的计算,整流侧和逆变侧均使用相同的处理方式,即采用“平滑处理,直接相减”的计算方法,具体方案如下:将采集直流线路电流IdLH,在进入保护系统后分为两路,分别经过两个一阶惯性环节PT1对X端子的输入值IdLH进行平滑处理,其中一路经过时间常数为T1=2ms的平滑处理后送入减法器SUB作为被减数,另一路经过时间常数为T2=200ms的平滑处理后送入减法器SUB作为减数,相减后将结果与门槛值进行比较,经过时域内的拉普拉斯变换后,计算公式如下式(1)所示,其中X为直流线路电流IdLH,Y为ΔI的计算值,s为频域内的复变量。Y=X1+T1S-X1+T2S---(1)]]>目前这种行波保护电流变化量的计算方法存在以下不足:1)由于雷击事件具有很大的随机性,由固定的一阶惯性环节作差得到的电流变化量不一定能反应故障的严重程度,也不一定能正确通过电流判据将故障位置锁定于本极线路。2)特高压直流系统行波保护逆变侧的电流变化判据是△I<定值,在直流线路遭受雷击后系统恢复过程中,由于电流的波动逐渐减缓,很容易因数据平滑处理的原因使得电流变化量小于定值,不但不能正确反应故障与受扰动的状态,而且可能导致逆变侧行波保护误动。综上原因,由目前方法计算得到的特高压直流输电线路行波保护电流变化特征量△I原理上并不能准确判定故障和受扰情况,数值上并不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法,解决行波保护因为电流变化量计算不足导致保护误动的问题。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法,它包括如下步骤:(1)在整流侧,采集本极线路电流IdLH,在进入保护系统后分为两路,分别经过两个一阶惯性环节PT1对X端子的输入值IdLH进行平滑处理,其中一路经过第一时间常数的平滑处理后送入减法器作为被减数,另一路经过第二时间常数的平滑处理后送入减法器作为减数,相减后将结果与门槛值进行比较;(2)在逆变侧,以线路电流IdLH为输入,以时间△T为微分常数,不是由故障引起的直流分量通过微分变为0,由故障引起的交流分量在微分后得到在采样间隔△T内的变化量,当线路线路电压变化率满足要求时,微分后的结果通过积分后表征为有效积分时间内线路电流在去除直流分量后的改变量,将该改变量与门槛值进行比较。作为本专利技术的一种改进,所述第一时间常数T1=2ms,所述第二时间常数T2=200ms。作为本专利技术的一种改进,所述时间△T=0.15625ms。作为本专利技术的一种改进,所述有效积分时间为:将微分得到的单位采样间隔内的电流变化值对时间进行积分,直到电压变化率不再满足条件时为止的时间段。与现有技术相比,本专利技术特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法利用“先微分,后积分”的电流判据计算方式,结合“平滑处理,直接相减”的处理方式,对电流变化量△I进行计算;通过使能端控制积分开始的时刻,具有复位清零功能,可以消除故障过程对故障后直流系统恢复过程的影响,可以有效改善行波保护因为电流判据错误满足导致误动的情况,能更为精确的描述雷击瞬间和雷击后直流系统故障恢复过程中的电流变化量△I。附图说明下面结合附图和具体实施方式,对本专利技术的结构及其有益技术效果进行详细说明。图1为本专利技术“平滑处理,直接相减”电流判据逻辑图。图2为本专利技术“先微分,后积分”电流判据逻辑图.具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰,以下结合附图和具体实施方式,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术,并非为了限定本专利技术。本专利技术特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法基于已有的EMTDC仿真平台,工作原理如下:EMTDC直流模型建模、测试完毕,雷电流建模完毕;把直流保护逻辑部分中行波保护特征量△I的计算方式由“平滑处理,直接相减”改为“先微分,后积分”的处理方式;在EMTDC工作站运行直流EMTDC模型,分别进行雷电流非故障性绕击线路、雷电流故障性绕击线路、雷电流反击线路、直流线路接地,记录经故障录波显示系统显示的行波保护动作情况;如果经过故障录波分析,确认行波保护动作情况比优化之前可靠性大大提高,但并没有牺牲灵敏性,没有发生保护的拒动。如果满足相关参数要求,则该行波保护△I特征量计算方式可以满足直流工程的测试要求,进而满足现场的测量要求。在上述平台中对电流变化量△I进行计算,本专利技术特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法包括如下步骤:(1)请参阅图1,在整流侧,采本极线路电流IdLH,在进入保护系统后分为两路,分别经过两个一阶惯性环节PT1对X端子的输入值IdLH进行平滑处理,其中一路经过间常数为T1=2ms的平滑处理后送入减法器SUB作为被减数,另一路经过间常数为T2=200ms的平滑处理后送入减法器SUB作为减数,相减后将结果与门槛值进行比较,经过时域内的拉普拉斯变换后,计算公式如下式(1)所示:Y=X1+T1S-X1+T2S---(1);]]>上式中X为直流线路电流IdLH,Y为ΔI的计算值,s为频域内的复变量。(2)请参阅图2,在逆变侧,以线路电流IdLH为输入,先以时间△T=0.15625ms为微分常数(采样率为每个周波采样128个点),不本文档来自技高网
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特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法

【技术保护点】
一种特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法,其特征在于,它包括如下步骤:(1)在整流侧,采集本极线路电流IdLH,在进入保护系统后分为两路,分别经过两个一阶惯性环节PT1对X端子的输入值IdLH进行平滑处理,其中一路经过第一时间常数T1平滑处理后送入减法器作为被减数,另一路经过第二时间常数T2平滑处理后送入减法器作为减数,相减后将结果与门槛值进行比较;(2)在逆变侧,以线路电流IdLH为输入,以时间△T为微分常数,不是由故障引起的直流分量通过微分变为0,由故障引起的交流分量在微分后得到在采样间隔△T内的变化量,当线路线路电压变化率满足要求时,微分后的结果通过积分后表征为有效积分时间内线路电流在去除直流分量后的改变量,将该改变量与门槛值进行比较。

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流输电线路行波保护电流变化量计算的优化方法,其特征在
于,它包括如下步骤:
(1)在整流侧,采集本极线路电流IdLH,在进入保护系统后分为两路,
分别经过两个一阶惯性环节PT1对X端子的输入值IdLH进行平滑处理,其中
一路经过第一时间常数T1平滑处理后送入减法器作为被减数,另一路经过第二
时间常数T2平滑处理后送入减法器作为减数,相减后将结果与门槛值进行比较;
(2)在逆变侧,以线路电流IdLH为输入,以时间△T为微分常数,不是
由故障引起的直流分量通过微分变为0,由故障引起的交流分量在微分后得到在
采样间隔△T内的变化量,当线路线路电压变化率满足要求时,微分后的结果通<...

【专利技术属性】
技术研发人员:李书勇田得良郭琦崔柳饶宏
申请(专利权)人:南方电网科学研究院有限责任公司中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心
类型:发明
国别省市:广东;44

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