本发明专利技术公开了一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，本发明专利技术通过获取线路L1末端故障暂态电流、线路L2首端故障暂态电流，再基于测量的故障暂态电流进行相模变换解耦，利用小波分解对线路L1和线路L2故障电流线模分量进行8尺度分解，计算各尺度下小波能量，利用线路L1和线路L2故障电流线模分量第8尺度下小波能量差进行故障方向判别，判别故障方向，可以有效防止反向区外故障引起的保护误动作；利用故障线路的故障电流线模分量第1尺度下小波能量和第6尺度下小波能量的比值进行区内外故障判别，能有效判断故障位置，保护范围覆盖线路全长，并且耐过渡电阻能力强。并且耐过渡电阻能力强。并且耐过渡电阻能力强。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案
[0001]本专利技术涉及一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，属于继电保护
技术介绍
[0002]特高压多端混合直流输电送端采用LCC换流站(电网换相换流器)，受端采用MMC换流站(模块化多电平换流器)，将LCC换流站与MMC换流站优点结合，弥补各自的缺点，解决了多回直流的集中馈入引发的连续换相失败问题，提高了电网的安全稳定运行。
[0003]目前特高压多端混合直流输电系统线路保护一般借鉴传统直流输电和柔性直流输电线路保护，主保护主要采用行波保护，如电压突变量保护、电流突变量保护等保护，但该突变量类型保护受过渡电阻影响较大，当线路发生高阻接地故障或故障位置距保护安装位置较远时，该突变量类型保护的突变量幅值大大减小，此时该类型保护容易拒动，对直流设备产生巨大危害，严重威胁直流系统的安全稳定运行。
[0004]因此，提供一种可靠性较高，耐过渡电阻较强的特高压多端混合直流输电保护方法是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，先进行故障方向判断，进而结合方向判断结果进行故障位置判断，从而实现单端方向保护。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，包括如下步骤：
[0007]S1、当直流系统发生故障时，分别测量线路L1末端故障暂态电流信号和线路L2首端故障暂态电流信号，并分别对故障暂态电流信号进行相模变换，提取故障暂态电流线模分量；其中，线路L1位于T区左侧，线路L2位于T区右侧；
[0008]S2、对所提取的故障暂态电流线模分量进行n尺度小波分解，利用T区两侧线路故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量差进行故障方向判断，判别故障方向；
[0009]S3、针对S2的判断结果，进行故障方向下的故障线路保护：利用线路故障暂态电流线模分量在d1频带下暂态电流小波能量与d6频带下暂态电流小波能量的比值判别区内外故障，当该比值小于或等于整定值时，判别为区外故障，保护不动作，反之，该比值大于整定值时，判别为区内故障，保护动作。
[0010]所述S2具体为：利用db4小波对对所提取的故障暂态电流线模分量进行8尺度小波分解，利用T区两侧线路故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量差进行故障方向判断，判别的公式为：
[0011][0012]式中，ΔE8为标准能量差，计算公式为：E
L8
、E
R8
分别为线路L1和线路L2故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量，Δ
setT
为故障方向判据的整定值。
[0013]所述整定值计算公式为：
[0014]Δ
setT
＝0.5(ΔE
T8.max
+ΔE
i8.min
)
[0015]式中，ΔE
T8.max
为T区故障时标准能量差的最大值，ΔE
i8.min
为T区两侧线路故障时标准能量差的最小值。
[0016]所述S3具体为：利用线路故障暂态电流线模分量在d1频带下暂态电流小波能量与d6频带下暂态电流小波能量的比值判别故障，线路L1区内外故障判据为：
[0017][0018]式中，Δ
set1
＝K
rel
*K
A1.out
为保护A1预先设置的整定值，K
rel
为可靠系数，K
A1.out
为整流侧区外故障时出现的最大动作值；为保护A1动作值，E
L1
、E
L6
分别为保护A1检测到线路L1故障暂态电流线模分量在d1频带和d6频带下的暂态电流小波能量；
[0019]线路L2区内外故障判据为：
[0020][0021]式中，Δ
set2
＝K
rel
*K
A2.out
为保护A2预先设置整定值，K
A2.out
为线路末端逆变侧区外故障时出现的最大动作值；为保护A2动作值，E
R1
、E
R6
分别为保护A2检测到线路L2故障暂态电流线模分量在d1频带和d6频带下的暂态电流小波能量。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过获取线路L1末端故障暂态电流、线路L2首端故障暂态电流，再基于测量的故障暂态电流进行相模变换解耦，利用小波分解对线路L1和线路L2故障电流线模分量进行8尺度分解，计算各尺度下小波能量，利用线路L1和线路L2故障电流线模分量第8尺度下小波能量差进行故障方向判别，判别故障方向，可以有效防止反向区外故障引起的保护误动作；利用故障线路的故障电流线模分量第1尺度下小波能量和第6尺度下小波能量的比值进行区内外故障判别，能有效判断故障位置，保护范围覆盖线路全长，并且耐过渡电阻能力强。
附图说明
[0023]图1为本专利技术流程图；
[0024]图2为实施例所用特高压多端混合直流输电线路单端方向保护原理图；
[0025]图2中：1
‑
交流系统，2
‑
交流滤波器，3
‑
换流变压器，4
‑
LCC换流器，5
‑
平波电抗器，6
‑
直流滤波器，7
‑
直流线路L1，8
‑
MMC换流器，9
‑
直流线路L2，10
‑
保护装置。
具体实施方式
[0026]实施例1：如图1
‑
图2所示，一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，具体应用如下：
[0027]S01：当直流系统发生故障时，采集线路L1末端故障暂态电流信号和线路L2首端故障暂态电流信号，采样频率为20kHz，分别对其相模变换进行解耦，得到故障电流线模分量，相模变换公式为：
[0028][0029]式中，i0为电流的零模分量，i1为电流的线模分量，i
n
为线路负极电流，i
p
为线路正极电流；
[0030]S02：对T区两侧线路故障电流线模分量进行8尺度小波分解，小波基函数采用db4小波函数，利用db4小波对故障电流线模分量进行8尺度小波分解，并计算小波分解后各频带下小波能量谱线路L1和线路L2故障电流线模分量的各尺度暂态电流小波能量，计算公式为：
[0031]E
ij
＝∑(W
j
(k))2i＝L,R
[0032]式中，E
Lj
、E
Rj
分别为线路L1和线路L2第j层暂态电流小波能量，W
j
(k)为故障电流线模分量经小波分解后第j层的近似系数。
[0033]S03：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，其特征在于：包括如下步骤：S1、当直流系统发生故障时，分别测量线路L1末端故障暂态电流信号和线路L2首端故障暂态电流信号，并分别对故障暂态电流信号进行相模变换，提取故障暂态电流线模分量；其中，线路L1位于T区左侧，线路L2位于T区右侧；S2、对所提取的故障暂态电流线模分量进行n尺度小波分解，利用T区两侧线路故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量差进行故障方向判断，判别故障方向；S3、针对S2的判断结果，进行故障方向下的故障线路保护：利用线路故障暂态电流线模分量在d1频带下暂态电流小波能量与d6频带下暂态电流小波能量的比值判别区内外故障，当该比值小于或等于整定值时，判别为区外故障，保护不动作，反之，该比值大于整定值时，判别为区内故障，保护动作。2.根据权利要求1所述的适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，其特征在于：所述S2具体为：利用db4小波对对所提取的故障暂态电流线模分量进行8尺度小波分解，利用T区两侧线路故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量差进行故障方向判断，判别的公式为：式中，ΔE8为标准能量差，计算公式为：E
L8
、E
R8
分别为线路L1和线路L2故障暂态电流线模分量在d8频带下暂态电流小波能量，Δ
setT
为故障方向判据的整定值。3.根据权利要求2所述的适用于特高压多端混合直流输电线路单端方向保护方案，其特征在于：所述整定值计算公式为：Δ
setT
＝0.5(ΔE
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈仕龙，王龙，毕贵红，蔡旺，高敬业，李朋松，邓健，张梓航，陈俊澔，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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