基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法和系统，包括：计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值；根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第一判据；计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值，根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二判据；当同时满足第一判据和第二判据时，整套保护动作。能够大幅提升高阻故障保护灵敏度。幅提升高阻故障保护灵敏度。幅提升高阻故障保护灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法和系统


[0001]本专利技术涉及继电保护
，具体涉及一种基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法和系统。

技术介绍

[0002]近年来，化石能源短缺、环境污染严重和全球气候变化等问题日益突出，能源结构的战略性调整势在必行，能源的利用与开发必须从传统能源向可再生清洁能源过渡。但是由于风能、太阳能等可再生能源属于间歇性能源，传统的电力设备、电网结构和运行技术等对其消纳能力有限，大部分可再生能源未能得到有效利用。随着越来越多的大规模可再生能源接入电网，必须采用新技术，新装备和新电网结构来满足能源格局的深刻变化。柔性直流电网是目前解决间歇性新能源并网的有效技术手段之一。
[0003]目前，现行的柔性直流输电线路保护以行波保护和微分欠压保护作为主保护，可以快速响应直流线路故障(2ms以内)，但耐受过渡电阻能力差，电流差动保护可以响应柔性直流线路高阻故障，但是延时较长(百毫秒甚至秒级)，为了进一步加快金属性故障保护动作速度，大幅提升高阻故障保护动作速度，必须配置全线速动的高可靠性高快速性的柔性直流输电线路保护。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法，包括：
[0005]计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值；
[0006]根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第一判据；r/>[0007]计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值；
[0008]根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二判据；
[0009]当同时满足第一判据和第二判据时，整套保护动作。
[0010]进一步的，计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值，包括：
[0011]采集直流输电线路整流侧k时刻的电压值u
M
(k)和k
‑
t
s
时刻的电压值u
M
(k
‑
t
s
)；其中，k为保护计算当前时刻，t
s
为采样间隔时间；
[0012]根据所述电压值u
M
(k)和u
M
(k
‑
t
s
)，计算所述k时刻的直流输电线路整流侧电压差分值du
M
(k)，du
M
(k)＝u
M
(k)
‑
u
M
(k
‑
t
s
)；
[0013]根据所述整流侧电压差分值确定整流侧正变化率电压差分值为当电压差分值为正时，k时刻正变化率电压差分值等于同时刻的电压差分值；当电压差分值为负或者
零时，k时刻正变化率电压差分值等于0。
[0014]进一步的，根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值u
set
，构建直流输电线路异步保护的第一判据
[0015]其中，t0为保护启动时刻，T为浮动门槛计算窗长。
[0016]进一步的，计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值，包括：
[0017]采集直流输电线路整流侧k时刻的电流值i
M
(k)和k
‑
t
s
时刻的电流值i
M
(k
‑
t
s
)，并根据所述电流值i
M
(k)和i
M
(k
‑
t
s
)，计算k时刻的直流输电线路整流侧的电流差分值di
M
(k)，di
M
(k)＝i
M
(k)
‑
i
M
(k
‑
t
s
)；其中，其中，k为保护计算当前时刻，t
s
为采样间隔时间；
[0018]采集直流输电线路逆变侧k
‑
T
tran
时刻的电流值i
N
(k
‑
T
tran
)和k
‑
T
tran
‑
t
s
时刻的电流值i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)，并根据电流值i
N
(k
‑
T
tran
)和i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)，计算k
‑
T
tran
时刻的所述直流输电线路逆变侧的电流差分值di
N
(k
‑
T
tran
)，di
N
(k
‑
T
tran
)＝i
N
(k
‑
T
tran
)
‑
i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)；其中，T
tran
为直流输电线路传输通道延时。
[0019]进一步的，根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二判据，包括：
[0020]所述第二判据为
[0021]其中，i
setL
为突变量异步差动继电器定值，n为t0～t之间采样点数，di
M
(k)为k时刻的直流输电线路整流侧的电流差分值，di
N
(k
‑
T
tran
)为k
‑
T
tran
时刻的直流输电线路逆变侧的电流差分值，T
tran
为直流输电线路传输通道延时。
[0022]本专利技术同时提供一种基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护系统，包括：
[0023]电压差分值计算模块，用于计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值；
[0024]第一判据构建模块，用于根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第一判据；
[0025]电流差分值计算模块，用于计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值；
[0026]第二判据构建模块，用于根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电压短窗继电器的直流输电线路异步保护方法，其特征在于，包括：计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值；根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第一判据；计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值；根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二判据；当同时满足第一判据和第二判据时，整套保护动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算直流输电线路整流侧电压差分值，根据所述电压差分值确定所述直流输电线路整流侧正变化率电压差分值，包括：采集直流输电线路整流侧k时刻的电压值u
M
(k)和k
‑
t
s
时刻的电压值u
M
(k
‑
t
s
)；其中，k为保护计算当前时刻，t
s
为采样间隔时间；根据所述电压值u
M
(k)和u
M
(k
‑
t
s
)，计算所述k时刻的直流输电线路整流侧电压差分值du
M
(k)，du
M
(k)＝u
M
(k)
‑
u
M
(k
‑
t
s
)；根据所述整流侧电压差分值确定整流侧正变化率电压差分值为当电压差分值为正时，k时刻正变化率电压差分值等于同时刻的电压差分值；当电压差分值为负或者零时，k时刻正变化率电压差分值等于0。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述正变化率电压差分值和电压短窗继电器定值u
set
，构建直流输电线路异步保护的第一判据其中，t0为保护启动时刻，T为浮动门槛计算窗长。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算直流输电线路整流侧和逆变侧的电流差分值，包括：采集直流输电线路整流侧k时刻的电流值i
M
(k)和k
‑
t
s
时刻的电流值i
M
(k
‑
t
s
)，并根据所述电流值i
M
(k)和i
M
(k
‑
t
s
)，计算k时刻的直流输电线路整流侧的电流差分值di
M
(k)，di
M
(k)＝i
M
(k)
‑
i
M
(k
‑
t
s
)；其中，其中，k为保护计算当前时刻，t
s
为采样间隔时间；采集直流输电线路逆变侧k
‑
T
tran
时刻的电流值i
N
(k
‑
T
tran
)和k
‑
T
tran
‑
t
s
时刻的电流值i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)，并根据电流值i
N
(k
‑
T
tran
)和i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)，计算k
‑
T
tran
时刻的所述直流输电线路逆变侧的电流差分值di
N
(k
‑
T
tran
)，di
N
(k
‑
T
tran
)＝i
N
(k
‑
T
tran
)
‑
i
N
(k
‑
T
tran
‑
t
s
)；其中，T
tran
为直流输电线路传输通道延时。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述整流侧和逆变侧的电流差分值，以及突变量异步差动继电器定值，构建直流输电线路异步保护的第二判据，包括：所述第二判据为其中，i
setL
为突变量异步差动继电器定值，n为t0～t之间采样点数，di
M
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹虹，王正茂，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：