基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法及系统技术方案

一种基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法及系统，属继电保护技术领域，解决了现有直流线路保护无法准确识别直流线路故障的问题。该方法包括如下步骤：基于正、负极直流滤波器所在位置的直流线路电压得到实际正负极电压差；基于换流器中各换流阀的状态信号确定换流器的当前运行工况；基于故障发生前交流系统馈入直流系统的电流、换流母线电压和故障发生后换流器的状态信号、换流母线电压、正、负极直流滤波器所在位置的直流线路电压以及流经正、负极直流线路的电流，获取当前运行工况下的参考正负极电压差矩阵；若基于参考正负极电压差矩阵和实际正负极电压差判断故障为直流线路故障，则确定直流线路的故障极、并启动故障极的线路保护。动故障极的线路保护。动故障极的线路保护。

【技术实现步骤摘要】
基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及继电保护
，尤其涉及一种基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法及系统。

技术介绍

[0002]目前直流线路保护方法主要分为行波保护、微分欠压保护及纵联电流差动保护。行波保护利用故障初始行波的极性、幅值等信息构成保护判据，其具有超高速的动作特性，是目前直流线路的主保护之一。微分欠压保护通过检测电压微分数值和电压幅值水平构成保护原理，是直流线路的主保护之一，兼做行波保护的后备，与行波保护相比，微分欠压保护的灵敏度和可靠性较高。而实际运行中，由于行波保护与微分欠压保护均基于突变量原理，而直流线路区外故障将导致直流电压和电流波动变化，因此行波保护与微分欠压保护可能发生误动。纵联电流差动保护利用两端电流加和构造保护判据，用于切除行波保护和微分欠压保护未能动作的高阻故障。而实际运行中，纵联电流差动保护由于需要考虑区外交流侧故障等干扰因素，在最极端的情况下延时可达1100ms，该情况下极控低压保护或最大触发角保护已将故障极闭锁，系统将被迫停运。
[0003]因此，针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法，其特征在于，所述方法适用于交直流混联系统，包括如下步骤：基于故障发生后采集的正、负极直流滤波器所在位置的直流线路电压，得到实际正负极电压差；基于故障发生后采集的换流器中各换流阀的状态信号，确定所述换流器的当前运行工况；基于故障发生前实时采集的交流系统馈入直流系统的电流、换流母线电压和故障发生后实时采集的换流母线电压、正、负极直流滤波器所在位置的直流线路电压以及流经正、负极直流线路的电流，获取所述当前运行工况下的参考正负极电压差矩阵；基于所述参考正负极电压差矩阵和实际正负极电压差，判断所述故障是否为直流线路故障，若是，还基于故障发生前后采集的正、负极直流滤波器所在位置的直流线路电压，确定所述直流线路的故障极，并启动所述故障极的线路保护。2.根据权利要求1所述的基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法，其特征在于，交直流混联系统中整流侧和逆变侧的换流器的运行工况均包括：运行工况1：在D桥换流器中，编号相邻的两个换流阀导通；在Y桥换流器中，与D桥换流器导通的换流阀同编号的两个换流阀导通；运行工况2：在D桥换流器中，编号相邻的两个换流阀导通；在Y桥换流器中，编号相邻的三个换流阀导通；且D桥换流器中导通的换流阀的编号与Y桥换流器中导通的前两个换流阀的编号对应相同；运行工况3：在D桥换流器中，编号相邻的两个换流阀导通；在Y桥换流器中，编号相邻的两个换流阀导通；且D桥换流器中导通的后一个换流阀的编号与Y桥换流器中导通的前一个换流阀的编号相同；运行工况4：在D桥换流器中，编号相邻的三个换流阀导通；在Y桥换流器中，编号相邻的两个换流阀导通；且Y桥换流器中导通的换流阀的编号与D桥换流器中导通的后两个换流阀的编号对应相同。3.根据权利要求2所述的基于正负极电压差的高压直流线路纵联保护方法，其特征在于，所述运行工况1下的参考正负极电压差矩阵为：其中，
I
d
(t)＝[i
d
(t)]，R
AC
为交流线路的正序电阻的对角矩阵；R
S
为交流系统的等效电阻的对角矩阵；L
AC
为交流线路的正序电感的对角矩阵；L
S
为交流系统的等效电感的对角矩阵；K
L
为交流线路电感分量的零序补偿系数的对角矩阵；K
R
为交流线路的电阻分量的零序补偿系数的对角矩阵；K
y
为Y/Y换流变压器的变比的对角矩阵；K
d
为Y/
△
换流变压器的变比的对角矩阵；A
y1
为0矩阵；A
d1
为3
×
3的倍的全1矩阵；k
d
为Y/
△
换流变压器的变比；L
r
为换流变压器折算至阀侧的电感；k
y
为Y/Y换流变压器的变比；L
d
为平波电抗器的电感；T表示所述交直流混联系统的工频周期；U(t)表示第t时刻采集的换流母线电压；I0(t)为流经交流线路的零序电流矩阵，基于电流I(t)得到：以故障发生时为零时刻，I(t
‑
T)表示故障发生前第t
‑
T时刻采集的交流系统馈入直流系统的电流，I(t)表示故障发生后第t时刻根据公式(2)计算得到的交流系统馈入直流系统的电流：I
icom
(t)表示第t时刻流经交流滤波器与无功补偿装置的电流，基于第t时刻采集的换流母线电压及交流滤波器与无功补偿装置的数学模型得到；i
d
(t)表示第t时刻流经平波电抗器的电流，根据公式(3)计算得到：i
d
(t)＝(i
d1
(t)
‑
i
d2
(t)+i
dcf1
(t)
‑
i
dcf2
(t))/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)i
d1
(t)、i
d2
(t)分别为第t时刻流经正、负极直流线路的电流；i
dcf1
(t)、i
dcf2
(t)分别为第t时刻流经与正、负极直流线路并联的直流滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，吴羽翀，刘晨，介贺彤，黄韦博，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：