柔性直流输电线路的保护方法和保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种柔性直流输电线路的保护方法和保护装置，包括：构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；根据所述极模反向电压故障暂态行波和所述等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰；若判断结果为雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；若判断结果为不是雷击干扰，则判断等效极模反向电压行波是否大于阈值，若判断结果为大于阈值，则断开所述柔性直流输电线路，以实现对柔性直流输电线路的保护。通过本发明专利技术的技术方案，可以快速地检测出柔性直流输电线路是否发生故障并采取相应措施，极大地提高柔性直流输电线路保护的动作速度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统继电保护和故障检测技术，尤其涉及柔性直流输电线路的保护方法和保护装置。
技术介绍
柔性直流输电技术具有谐波水平低、没有换相失败问题、没有无功补偿问题、可以为无源系统供电、可同时独立调节有功功率和无功功率等优点，在我国具有广阔的应用前景。当柔性直流输电线路发生短路故障时，继电保护需要在故障发生后极短的时间内正确识别故障，并控制直流断路器切除故障线路，否则短路电流将快速增大并超过断路器的开断电流，直流断路器将不能切除故障，换流站的电力电子器件将受到严重威胁。但是，传统直流输电线路的继电保护不能满足柔性直流输电线路对保护快速性的要求；而基于行波原理的保护技术虽然能够满足柔性直流输电线路对保护快速性的要求，但是其可靠性有待提高，以投入实际应用。因此，如何可靠地区分故障行波和其它高频暂态干扰，快速地检测出柔性直流输电线路是否发生故障，并采取相应的保护措施成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出了一种柔性直流输电线路的保护方法。本专利技术的另一个目的在于对应提供了一种柔性直流输电线路的保护装置。为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例，提出了一种柔性直流输电线路的保护方法，包括：构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；根据极模反向电压故障暂态行波和等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰；以及若判断结果为雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；若判断结果为不是雷击干扰，则判断等效极模反向电压行波是否大于阈值，若判断结果为大于阈值，则断开柔性直流输电线路，以实现对柔性直流输电线路的保护。根据本专利技术的实施例的柔性直流输电线路的保护方法，通过构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；首先根据等效极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压行波判断是否是雷击干扰，若判断是雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；若判断为不是雷击干扰，则进一步通过判断等效极模反向电压行波是否大于阈值来判断是否发生故障，如果等效极模反向电压行波大于阈值，则快速判断出是故障，通过断开柔性直流输电线路来实现对柔性直流输电线路的保护，否则不断开柔性直流输电线路。从而能够保证快速地检测出柔性直流输电线路是否发生故障，并采取相应的保护措施。根据本专利技术第一方面实施例的柔性直流输电线路的保护方法，优选地，构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波具体包括：对两极电流故障暂态行波和两极电压暂态故障行波分别进行极模变换，得到极模电流故障暂态行波和极模电压故障暂态行波；通过极模电流故障暂态行波和极模电压故障暂态行波，计算得到极模反向电压故障暂态行波；对极模反向电压故障暂态行波进行小波变换，得到极模反向电压故障暂态行波的模极大值；根据极模反向电压故障暂态行波的模极大值构造极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波。在该实施例中，通过对柔性直流输电线路的电流和电压进行采样和存数，对采集到的两极电流值和电压值进行极模变换，求取极模反向电压故障暂态行波；通过对极模反向电压故障暂态行波进行小波变换，求取小波变换系数的模极大值，剔除干扰后，利用模极大值处的冲激函数表达出等效极模反向电压行波。根据本专利技术第一方面实施例的柔性直流输电线路的保护方法，优选地，根据极模反向电压故障暂态行波和等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰具体包括：若等效极模反向电压行波的非零值的个数大于2，则判断为不是雷击干扰；若等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2，且两个非零值的符号不同，则判断为不是雷击干扰；若等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2，且两个非零值的符号相同，则判断为可能雷击干扰，并以第二个非零值的时刻为拟合的起始时刻；若等效极模反向电压行波的非零值的个数等于1，则判断为可能雷击干扰，并以非零值的时刻为拟合的起始时刻；当判断结果为可能雷击干扰时，对拟合的起始时刻后的极模反向电压故障暂态行波进行直线拟合，得到直线的斜率和直线的截距；根据拟合得到的直线的斜率和直线的截距，计算极模反向电压故障暂态行波的衰减系数，当衰减系数大于阈值时，判断为雷击干扰，否则判断为不是雷击干扰。在该实施例中，通过判定等效极模反向电压行波的非零值的个数，确定当等效极模反向电压行波的非零值的个数大于2或者等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2且两个非零值的符号不同时，则不是雷击干扰；而当等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2且两个非零值的符号相同或当等效极模反向电压行波的非零值的个数等于1时，则可能是雷击干扰，这样为判断是否发生雷击干扰缩小了范围，有利于进行下一步的判断；为了对可能是雷击干扰的情况进行进一步地判定，对极模反向电压故障暂态行波进行直线拟合；当等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2时，以第二个非零值的时刻为拟合的起始时刻；当等效极模反向电压行波的非零值的个数等于1时，以该非零值的时刻为拟合的起始时刻；根据拟合直线的斜率和截距计算极模反向电压故障暂态行波的衰减系数，当衰减系数超过阈值时，可以判定为雷击干扰；否则不是雷击干扰，需要判断是否发生了故障。根据本专利技术第一方面实施例的柔性直流输电线路的保护方法，优选地，断开柔性直流输电线路，以实现对柔性直流输电线路的保护的步骤，具体包括：通过柔性直流输电线路的断路器断开线路，以实现对柔性直流输电线路的保护。在该实施例中，当判断结果为不是故障时，则柔性直流输电线路正常运行；当判断结果为故障时，则通过柔性直流输电线路的断路器断开线路，从而实现对柔性直流输电线路的保护。根据本专利技术第二方面的实施例，还提出了一种柔性直流输电线路的保护装置，包括：构造单元，用于构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；第一判断单元，用于根据极模反向电压故障暂态行波和等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰；第二判断单元，用于若第一判断单元判定结果为不是雷击干扰时，判断等效极模反向电压行波是否大于阈值，若判断结果为大于阈值，则判断为故障，否则判断为不是故障；控制单元，用于若判断结果为故障，断开柔性直流输电线路，以实现对柔性直流输电线路的保护。根据本专利技术的实施例的柔性直流输电线路的保护装置，通过构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；首先根据等效极模反向电压行波和极模反向电压故障暂态行波判断是否是雷击干扰，若判断结果为雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；若判断结果为不是雷击干扰，则进一步通过判断等效极模反向电压行波是否大于阈值来判断是否发生故障，如果等效极模反向电压行波大于阈值，则快速判断出是故障；通过断开柔性直流输电线路来实现对柔性直流输电线路的保护，能够快速地检测出柔性直流输电线路是否发生故障，并采取相应的保护措施。根据本专利技术第二方面的实施例的柔性直流输电线路的保护装置，优选地，构造单元包括：变换单元，用于对两极电流故障暂态行波和两极电压暂态故障行波分别进行极模变换，得到极模电流故障暂态行波和极模电压故障暂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性直流输电线路的保护方法，其特征在于，包括：构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；根据所述极模反向电压故障暂态行波和所述等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰；以及若判断结果为雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；以及若判断结果为不是雷击干扰，则判断所述等效极模反向电压行波是否大于阈值，若判断结果为大于阈值，则断开所述柔性直流输电线路，以实现对所述柔性直流输电线路的保护。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电线路的保护方法，其特征在于，包括：构造柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波；根据所述极模反向电压故障暂态行波和所述等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰；以及若判断结果为雷击干扰，则直接结束，不需要采取任何措施；以及若判断结果为不是雷击干扰，则判断所述等效极模反向电压行波是否大于阈值，若判断结果为大于阈值，则断开所述柔性直流输电线路，以实现对所述柔性直流输电线路的保护。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电线路的保护方法，其特征在于，所述构造所述柔性直流输电线路的极模反向电压故障暂态行波和所述极模反向电压故障暂态行波的等效极模反向电压行波具体包括：对两极电流故障暂态行波和两极电压暂态故障行波分别进行极模变换，得到极模电流故障暂态行波和极模电压故障暂态行波；通过所述极模电流故障暂态行波和所述极模电压故障暂态行波，计算得到所述极模反向电压故障暂态行波；对所述极模反向电压故障暂态行波进行小波变换，得到所述极模反向电压故障暂态行波的模极大值；根据所述极模反向电压故障暂态行波的模极大值构造所述极模反向电压故障暂态行波的所述等效极模反向电压行波。3.根据权利要求1所述的柔性直流输电线路的保护方法，其特征在于，所述根据所述极模反向电压故障暂态行波和所述等效极模反向电压行波判断是否为雷击干扰具体包括：若所述等效极模反向电压行波的非零值的个数大于2，则判断为不是雷击干扰；若所述等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2，且两个非零值的符号不同，则判断为不是雷击干扰；若所述等效极模反向电压行波的非零值的个数等于2，且两个非零值的符号相同，则判断为可能雷击干扰，并以第二个所述非零值的时刻为拟合的起始时刻；若所述等效极模反向电压行波的非零值的个数等于1，则判断为可能雷击干扰，并以所述非零值的时刻为拟合的起始时刻；当判断结果为可能雷击干扰时，对所述拟合的起始时刻后的所述极模反向电压故障暂态行波进行直线拟合，得到直线的斜率和直线的截距；根据拟合得到的所述直线的斜率和所述直线的截距，计算所述极模反向电压故障暂态行波的衰减系数，当所述衰减系数大于所述阈值时，判断为雷击干扰，否则判断为不是雷击干扰。4.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性直流输电线路的保护方法，其特征在于，所述断开所述柔性直流输电线路，以实现对所述柔性直流输电线路的保护具体包括：通过所述柔性直流输电线路的断路器断开所述柔性直流输电线路，以实现对所述柔性直流输电线路的保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：董新洲，汤兰西，施慎行，王宾，邱宇峰，庞辉，孔明，贺之渊，陈龙龙，
申请(专利权)人：清华大学，全球能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11