直流配电网单端量的继电保护方法技术

本发明专利技术公开了一种直流配电网单端量的继电保护方法，方法包括以下步骤：集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电流，基于所述1模电流求取启动电流，基于所述启动电流通过带通滤波器求取高频电流和低频电流；基于所述高频电流和低频电流求取高频电流和低频电流的幅值；计算高频电流幅值和低频电流幅值比，所述幅值比大于继电保护的整定值，判定直流配电网内故障，所述幅值比小于继电保护的整定值，则为判定直流配电网外故障。

Relay protection method of single terminal quantity in DC distribution network

【技术实现步骤摘要】
直流配电网单端量的继电保护方法
本专利技术属于直流配电网
，特别是一种直流配电网单端量的继电保护方法。
技术介绍
继电保护是电网安全运行的第一道防线。传统交流电网继电保护的目标是以速动性、选择性、灵敏性和可靠性为约束下的故障识别，并最终向断路器下达故障隔离的指令。继电保护与机械式断路器的动作是典型的时序过程控制，最快可以在20-30ms内完成故障的识别与隔离。然而，柔性直流配电网的系统架构、工作模式、故障特性等均不同于交流配电网，交流系统的保护技术也不能照搬到直流配电网。并且直流配电网含有的电力电子设备承受过流能力非常有限，要求发生直流故障时保护系统能高速实现故障的识别和隔离。由于经济实用的中压直流断路器尚未大规模商业化应用，直流配电网保护技术的发展也受到了限制，当前尚无通过实践验证并被广泛接受的系统保护方案，还有待直流配电系统结构的完善、保护标准的制定以及相应保护理论的实践反馈。由于中压直流配网是新型配网方式，其继电保护领域的研究文献数量甚少，利用直流断路器来隔离故障的继电保护文献也罕见报道。与此相近的传统高压直流输电线路的保护方案一般由ABB或SIEMENS提供。其主保护配置了行波保护(或称波前保护WavefrontProtection)、微分欠压保护，后备保护配置电流差动保护。该保护方案存在着主保护原理单一、灵敏度低，后备保护可靠性差、动作速度慢的问题，并且故障后的相当长时段内缺乏能够反映故障存在的保护原理。同时由于中压直流配电网在拓扑结构和控制特性方面都与传统高压直流电网存在差异。因此，现有的高压直流线路保护原理并不适合直接应用于中压直流配电网，研究新的保护原理及方案的研究具有重要意义。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种直流配电网单端量的继电保护方法，本专利技术从柔性直流配电网换流站频率响应特性出发，提出了一种换流站频率响应特性的直流配电网单端量保护方法，其灵敏度高，后备保护可靠性高、动作速度快。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现，一种直流配电网单端量的继电保护方法包括以下步骤：第一步骤中，采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电流，其中，ip、in分别表示正极和负极的电流，i1和i0分别表示1模和0模电流；第二步骤中，基于所述1模电流求取启动电流，其中，N为采样点个数，k表示第k个采样点，i1(k)为继电保护安装位置的1模电流采样值，Iset1为启动电流值；第三步骤中，基于所述启动电流通过带通滤波器求取高频电流和低频电流；第四步骤中，基于所述高频电流和低频电流求取高频电流和低频电流的幅值，其中，iH(k)、iL(k)为继电保护安装位置的1模电流滤波后的结果，IH和IL高频电流和低频电流的幅值；第五步骤中，计算高频电流幅值和低频电流幅值比，所述幅值比大于继电保护的整定值，判定直流配电网内故障，所述幅值比小于继电保护的整定值，则为判定直流配电网外故障。所述的方法中，第一步骤中，直流配电网为柔性直流配电网。所述的方法中，基于贝瑞隆线路模型建模柔性直流配电网零模等效网络，采集柔性直流配电网零模等效网络的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流。所述的方法中，第二步骤中，N为5ms数据窗内的采样点个数，启动电流值Iset1为0.1倍的额定电流。所述的方法中，第三步骤中，带通滤波器包括高频电流带通滤波器和低频电流带通滤波器，高频电流带通滤波器的中心频率fH＝3500Hz，低频电流带通滤波器的中心频率fL＝100Hz。所述的方法中，第五步骤中，整定值RHLset为区外10m远处金属性极间故障时的高低频电流幅值比。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的步骤示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的双端柔性直流系统的示意图；图3(a)、图3(b)是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的区内正极接地故障仿真结果的示意图；图4(a)、图4(b)是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的区内负极接地故障仿真结果的示意图；图5(a)、图5(b)是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的区内极间故障仿真结果的示意图；图6(a)、图6(b)是根据本专利技术一个实施例的直流配电网单端量的继电保护方法的区外故障仿真结果的示意图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。为了更好地理解，图1是根据本专利技术一个实施例的方法的步骤示意图，如图1所示，直流配电网单端量的继电保护方法包括以下步骤：第一步骤S1中，采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电流，其中，ip、in分别表示正极和负极的电流，i1和i0分别表示1模和0模电流；第二步骤S2中，基于所述1模电流求取启动电流，其中，N为采样点个数，k表示第k个采样点，i1(k)为继电保护安装位置的1模电流采样值，Iset1为启动电流值；第三步骤S3中，基于所述启动电流通过带通滤波器求取高频电流和低频电流；第四步骤S4中，基于所述高频电流和低频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流配电网单端量的继电保护方法，所述方法包括以下步骤：/n第一步骤(S1)中，采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电流，其中，/n

【技术特征摘要】
1.一种直流配电网单端量的继电保护方法，所述方法包括以下步骤：
第一步骤(S1)中，采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电流，其中，

ip、in分别表示正极和负极的电流，i1和i0分别表示1模和0模电流；
第二步骤(S2)中，基于所述1模电流求取启动电流，其中，

N为采样点个数，k表示第k个采样点，i1(k)为继电保护安装位置的1模电流采样值，Iset1为启动电流值；
第三步骤(S3)中，基于所述启动电流通过带通滤波器求取高频电流和低频电流；
第四步骤(S4)中，基于所述高频电流和低频电流求取高频电流和低频电流的幅值，其中，

iH(k)、iL(k)为继电保护安装位置的1模电流滤波后的结果，IH和IL高频电流和低频电流的幅值；
第五步骤(S5)中，计算高频电流幅值和低频电流幅值比，所述幅值比大于继电保护的整定值，判定直流配电网内故障，所述幅值比小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国兵，张晨浩，刘健，彭书涛，豆敏娜，万青，陈洁羽，
申请(专利权)人：西安交通大学，国网陕西省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61