【技术实现步骤摘要】
一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法
[0001]本专利技术涉及高压直流输电继电保护
，特别涉及一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法
。
技术介绍
[0002]高压直流输电技术由于其技术和经济上的独特优势，在电力大容量
、
长距离的输送和大区域联网中得到了广泛的应用
。
作为区域联网的联络线以及大功率传输线，高压直流输电线路的安全性和可靠性不仅关系到本系统的稳定性，一旦发生故障闭锁将给两端交流系统带来强烈冲击，因此，必须进一步研究新型的具有高可靠性和优良性能的直流线路保护方案
。
[0003]目前直流输电线路保护方法分为单端法和双端法
。
单端保护方法使用本端的故障信息，不存在双端通信带来的时延问题，动作迅速，经常作为主保护使用，常见的单端保护方法包括行波保护
、
微分欠压保护等；双端保护方法虽然存在通信问题，导致难以保证保护动作的快速性，但是由于其利用双端信息，可以保证对故障更高的选择性，因此一般作为后备保护，如差动保护等
。
[0004]电流差动保护作为直流线路行波保护和微分欠压保护的后备保护，具有绝对选择性，主要用于检测高阻接地故障
。
受线路分布电容的影响，保护需要增加适当延时来躲开故障初期差流波动造成的影响，同时，其动作延时还应短于直流低电压保护的动作延时，保护动作时长最高可达
1100ms。
直流线路的保护不同于交流输电，要求必须在毫秒级时间内做出快速响应，
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
，建立双极高压直流输电系统电磁暂态仿真模型，进行线路区内外故障仿真；步骤
S2
，采集线路保护装置获取的正负极线路两端的暂态电流和正负极线路两端的电压；所述线路保护装置设置四个，分别设置在正极直流输电线路首
、
末端及负极直流输电线路首
、
末端；步骤
S3
，计算极电流突变量，根据极电流突变量值构造极电流保护启动判据，并进行保护启动门槛值的整定，以判定直流线路是否发生了故障；若直流线路发生了故障，则进行步骤
S4
，否则返回步骤
S2
；电流保护启动判据为：其中，为正极或负极的极电流突变量，
I
set
为保护启动门槛值，当判据满足时，保护装置启动；步骤
S4
，根据线路保护装置获取的暂态电流计算线路两端的电流突变量；所述线路两端的电流突变量包括线路整流侧电流突变量和线路逆变侧电流突变量；根据线路保护装置获取的电压计算线路正负极整流侧的电压突变量，所述线路正负极整流侧的电压突变量包括线路正极整流侧电压突变量和线路负极整流侧电压突变量；步骤
S5
，采用变分模态分解算法对步骤
S3
中的线路两端的电流突变量
、
线路正负极整流侧的电压突变量进行分解，将线路两端的电流突变量
、
线路正负极整流侧的电压突变量分解得到对应各阶
IMF
分量与残余分量的叠加；步骤
S6
，将线路两端的电流突变量的两组残余分量分别进行
Hilbert
变换得到对应的两组
Hilbert
相位角，进而得到
Hilbert
相角差；步骤
S7
，以
Hilbert
相角差作为判别区内外故障的特征量，通过与设定的保护动作门槛值进行比较，判定直流系统发生区内故障还是区外故障；步骤
S9
，将线路正负极整流侧的电压突变量分解得到的各阶
IMF
分量分别进行
Hilbert
变换，得到反映正负极整流侧的电压突变量的信号幅值随时间
‑
频率分布的
Hilbert
谱；步骤
S10
，根据步骤
S9
得到的两组
Hilbert
谱计算正负极整流侧的电压突变量的多频段
Hilbert
能量，及正负极整流侧的电压突变量的多频段
Hilbert
能量的能量比；步骤
S11
，根据步骤
S10
得到的能量比构造选极判据，选出直流系统发生故障的故障极
。2.
根据权利要求1所述的一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法，其特征在于，所述步骤
S4
中计算线路两端的电流突变量具体包括以下步骤：根据实时采集到的线路整流侧的暂态电流
i
R
、
线路逆变侧的暂态电流
i
I
，将其分别与直流系统发生故障前一个工频周期的正常运行时对应的暂态电流采样值做差，分别得到线路整流侧电流突变量
Δ
i
R
和线路逆变侧电流突变量
Δ
i
I
，具体如下：式中，
n
为采样点序数，
T
为工频周期，
i
R
(n)、i
I
(n)
分别为线路整流侧的暂态电流
、
线路逆变侧的暂态电流第
n
个采样点的值，
Δ
i
R
(n)、
Δ
i
I
(n)
分别为线路整流侧电流突变量
、
线路逆变侧电流突变量第
n
个采样点的值，
i
R
(n
‑
T)、i
I
(n
‑
T)
分别为线路整流侧的暂态电流
、
线路逆变侧的暂态电流第
(n
‑
T)
个采样点的值
。3.
根据权利要求1所述的一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法，其特征在于，所述步骤
S5
中将线路两端的电流突变量分解为以下形式：
其中，
f(t)
代表线路整流侧电流突变量信号或线路逆变侧电流突变量信号；
μ
k
(t)
表示信号
f(t)
分解得到的第
k
阶
IMF
分量，
r
K
(t)
表示信号
f(t)
的残余分量；
K
为模态分解个数
。4.
根据权利要求1所述的一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法，其特征在于，所述步骤
S5
中还包括采用麻雀搜索算法对变分模态分解算法的二次惩罚因子
α
和模态分解个数
K
两个参数进行迭代寻优；当迭代寻优代收敛时，输出对应的二次惩罚因子
α
和模态分解个数
K。5.
根据权利要求3所述的一种新型的高压直流输电线路双端量保护方法，其特征在于，所述步骤
S6
...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩昆仑，刘书豪，李泓政，张雄锋，邹康泰，陈海琳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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