直流电网数字孪生纵联保护方法技术

本发明专利技术提供了一种直流电网数字孪生纵联保护方法，包括：建立直流输电线路时域内的数字孪生模型；根据数字孪生模型以及直流输电线路的测量量与状态量，建立系统测量方程；根据系统测量方程，采用状态估计方法，得到最佳估计的状态量；根据最佳估计的状态量，判别是否采取保护动作。本方法不受过渡电阻的影响，具有较好的耐受能力；有较好的耐受雷击干扰与抗噪声能力；动作速度快，可满足当前柔性直流系统3ms保护动作的要求。统3ms保护动作的要求。统3ms保护动作的要求。

【技术实现步骤摘要】
直流电网数字孪生纵联保护方法


[0001]本专利技术涉及直流电网
，尤其涉及一种直流电网数字孪生纵联保护方法。

技术介绍

[0002]柔性直流以其控制灵活、便于组网和无换相失败等优势，已被广泛应用于新能源并网、海岛输电以及异步联网等多个场景，发展前景良好。然而，柔性直流过流能力较弱与直流故障电流快速上升之间的矛盾，要求直流保护需在极短时间内隔离故障。随着柔性直流电网建设步伐的加快，如何快速、可靠和有选择地识别直流线路故障是现有技术中亟待解决的难题，提出兼顾速动性与可靠性的保护原理已成为柔性直流电网的迫切需要。
[0003]目前柔性直流输电系统的保护借鉴传统高压直流输电系统保护，主保护采用行波保护和突变量保护，后备保护采用纵联差动保护。
[0004]行波保护是目前工程应用最广泛的直流电路主保护方法，其利用故障后暂态过程丰富的行波信息判别故障。其优点在于动作速度极快、原理简单，主要不足在于：行波保护耐抗过渡电阻和噪声的能力较差，并且受雷击干扰影响较为严重。
[0005]不同于行波保护，纵联保护作为工程中的后备保护，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电网数字孪生纵联保护方法，其特征在于，包括：建立直流输电线路时域内的数字孪生模型；根据所述数字孪生模型以及直流输电线路的测量量与状态量，建立系统测量方程；根据所述系统测量方程，采用状态估计方法，得到最佳估计的状态量；根据所述最佳估计的状态量，判别是否采取保护动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的建立直流输电线路时域内的数字孪生模型，包括：在频域内分析得到校验线路两端的前行波、反行波、端电压和断电流之间的关系；根据所述的直流输电线路两端的前行波、反行波、端电压和断电流之间的关系，得到模域内直流线路依频模型；根据所述模域内直流线路依频模型，利用递归卷积定理得到时域内的数字孪生模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在频域内分析得到校验线路两端的前行波、反行波、端电压和断电流之间的关系如下式(1)所示：其中，n＝k或m为线路两端名称；F
n
(ω)为线路前行波，B
n
(ω)为线路反行波；V
n
(ω)为线路端电压，I
n
(ω)为线路端电流；Z
c
(ω)为线路特征阻抗；R(ω)、L(ω)、G(ω)、C(ω)分别是线路单位长度的电阻、电感、电导、电容，均为频变参数；j为虚数符号，ω为电流角频率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的数字孪生模型如下式(2)所示：其中，τ为最快行波在全长输电线上的传播时间，t为采样时刻值，Δt为采样间隔，E
k
(t)为k端线路的受控电压源，E
m
(t)为m端线路的受控电压源，v
k
(t)为k端线路的电压测量值，v
m
(t)为m端线路的电压测量值，i
k
(t)为k端线路的电流测量值，i
m
(t)为m端线路的电流测量值，m1、c1、q1、m2、c2、q2是由递归卷积定理求得的系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的系统测量方程如下式(3)所示：z
k
＝h(x
k
)+v
k
＝Y
k
x
k
+C
k
+v
k (3)式中，k为线路两端名称；z
k
为包含真实测量值与虚拟测量值，即为k侧线路包含测量误差的测量列向量，h...

【专利技术属性】
技术研发人员：李猛，和敬涵，聂铭，王小君，许寅，张大海，罗国敏，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：