基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法技术

本申请实施例提供了一种基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法

【技术实现步骤摘要】
基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法、存储介质及电子装置


[0001]本申请涉及电力系统继电保护
，特别涉及一种基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法
、
存储介质及电子装置
。

技术介绍

[0002]传统基于电网换相换流器的高压直流输电系统存在换相失败问题，而基于模块化多电平换流器的柔性高压直流输电系统具有造价高
、
器件耐受电压低等问题，因此，融合传统直流和柔性直流输电技术优势的混合直流已成为了现阶段学术研究和工程应用的热点
。
[0003]现有技术的混合级联特高压直流工程
——
白鹤滩
‑
江苏混合直流工程
(
简称：白江工程
)
是世界首个级联型混合直流输电工程，其整流侧采用电网换相换流器，逆变侧采用高压端电网换相换流器与低压端三个并联模块化多电平换流器串联的结构
。
采用两千多公里的直流架空输电线路实现电能传输
。
直流输电线路作为电能传输的媒介，其跨度大
、
运行环境复杂，是直流系统中故障率最高的部件
。
[0004]可见为直流输电线路配置有行波保护
、
微分欠压保护作为主保护，纵联差动保护作为后备保护，起到识别行波保护和微分欠压保护不能识别的高阻故障的作用
。
纵联差动保护将本侧采集的电流信息发送到对侧，进行电流差值计算，通过判断电流差值是否超过阈值以检测直流线路是否故障r/>。
[0005]然而，现有工程中直流线路纵差保护为避免交流系统故障后直流线路电容放电的干扰，对其进行了
600ms
的延迟，同时，加上保护出口的
500ms
延时，纵差保护延时高达
1100ms
，导致换流阀保护如最大触发角监视保护可能会先于纵差保护动作，纵差保护丢失直流线路后备保护作用
。
[0006]因此，在实际任务到达时变的情况下，如何分配
D2D
卸载的任务量，以实现用户之间的互惠
、
降低系统能耗是一个值得研究的问题，其中，在直流线路发生故障后，纵联差动保护受直流线路暂态影响而存在长延时的问题，纵联差动保护拒动存在风险大的缺陷
。

技术实现思路

[0007]本申请各示例性实施例提供一种基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法
、
存储介质及电子装置，以至少实现解决传统直流线路纵联差动保护受暂态过程影响延时长的问题的技术效果
。
[0008]本申请各示例性实施例提供一种基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法，包括如下步骤：
[0009]S1
，在混合级联直流输电系统中，以固定的采样频率
f
s
对整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据进行采集，获得目标整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据，并获取该系统正常运行时对应电压
、
电流数据的整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据；
[0010]S2
，将所述目标整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据分别减去所述系统正常运行时
对应电压
、
电流数据的整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据，分别获得整流侧和逆变侧的电压
、
电流故障分量；
[0011]S3
，分别对所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流故障分量进行相模变换计算，分别获得整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量；
[0012]S4
，分别对所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量进行计算，分别获得整流侧和逆变侧的线模故障电压的反行波与前行波；
[0013]S5
，将整流侧线模故障电压的反行波与前行波的差值，与逆变侧的线模故障电压的反行波与前行波的差值相乘并求和；并分别根据整流侧与逆变侧的步骤
S5
中的乘积之和是否大于零，以判断混合级联直流输电线路是否发生故障
。
[0014]在本申请的一个实施例中，还提出了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤
。
[0015]在本申请的一个实施例中，还提出了一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤
。
[0016]本申请具有如下有益效果：本专利技术对整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据进行采集，计算故障分量及线模故障分量，将整流侧线模故障电压反行波与前行波的差值与逆变侧线模故障电压反行波与前行波的差值相乘并求和，根据乘积之和是否大于零判断直流线路是否发生故障；所提保护方法计算简单，整流侧和逆变侧数据传输量小；采用线模故障电压行波可以忽略直流线路区外故障时线路分布电容暂态特性的影响，无需对纵联保护进行长延时以躲过暂态过程，提高了保护的速动性，可快速检测故障对保障混合级联特高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要现实意义
。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定
。
在附图中：
[0018]图1是本专利技术中基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法的保护流程示意图
。
[0019]图2是本专利技术中基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法的保护流程原理图
。
[0020]图3是本专利技术的实施例中混合级联直流输电系统双极全压运行方式的结构示意图
。
[0021]图4是本专利技术中为混合级联直流输电系统正极线路距离整流侧
1000km
处发生
100
Ω
接地故障时整流侧线模故障电压反行波
、
前行波和反行波与前行波差值的仿真结果图
。
[0022]图5是本专利技术中为混合级联直流输电系统正极线路距离整流侧
1000km
处发生
100
Ω
接地故障时逆变侧线模故障电压反行波
、
前行波和反行波与前行波差值的仿真结果图
。
[0023]图6是本专利技术中为逆变侧正极换流器出口与平波电抗器之间的连接线发生0Ω
接地故障时整流侧线模故障电压反行波
、
前行波和反行波与前行波差值的仿真结果图
。
[0024]图7是本专利技术中为逆变侧正极换流器出口与平波电抗器之间的连接线发生0Ω
接
地故障时逆变侧线模故障电压反行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
，在混合级联直流输电系统中，以固定的采样频率
f
s
对整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据进行采集，获得目标整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据，并获取该系统正常运行时对应电压
、
电流数据的整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据；
S2
，将所述目标整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据分别减去所述系统正常运行时对应电压
、
电流数据的整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据，分别获得整流侧和逆变侧的电压
、
电流故障分量；
S3
，分别对所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流故障分量进行相模变换计算，分别获得整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量；
S4
，分别对所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量进行计算，分别获得整流侧和逆变侧的线模故障电压的反行波与前行波；
S5
，将整流侧线模故障电压的反行波与前行波的差值，与逆变侧的线模故障电压的反行波与前行波的差值相乘并求和；并分别根据整流侧与逆变侧的步骤
S5
中的乘积之和是否大于零，以判断混合级联直流输电线路是否发生故障
。2.
根据权利要求1所述的基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法，其特征在于，在步骤
S1
至
S3
中，所述目标整流侧和逆变侧的电压
、
电流数据包括：整流侧的直流线路保护安装处的正极电压
u
rp
(t)、
正极电流
i
rp
(t)
和负极电压
u
rn
(t)、
负极电流
i
rn
(t)
，以及逆变侧的直流线路保护安装处的正极电压
u
ip
(t)、
正极电流
i
ip
(t)
和负极电压
u
in
(t)、
负极电流
i
in
(t)
；所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流故障分量包括：整流侧正极电压故障分量
Δ
u
rp
(t)、
电流故障分量
Δ
i
rp
(t)
和负极电压故障分量
Δ
u
rn
(t)、
电流故障分量
Δ
i
rn
(t)
，逆变侧正极电压故障分量
Δ
u
ip
(t)、
电流故障分量
Δ
i
ip
(t)
和负极电压故障分量
Δ
u
in
(t)、
电流故障分量
Δ
i
in
(t)
；所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量包括：整流侧直流线路线模电流故障分量
Δ
i
1r
(t)、
线模电压故障分量
Δ
u
1r
(t)
和零模电压故障分量
Δ
u
0r
(t)
，逆变侧线模电流故障分量
Δ
i
1i
(t)、
线模电压故障分量
Δ
u
1i
(t)
和零模电压故障分量
Δ
u
0i
(t)。3.
根据权利要求2所述的基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法，其特征在于，在步骤
S4
中，分别对所述整流侧和逆变侧的电压
、
电流线模故障分量进行计算，分别获得整流侧和逆变侧的线模故障电压的反行波与前行波的步骤具体包括：根据整流侧线模电压故障分量
Δ
u
1r
(t)、
线模电流故障分量
Δ
i
1r
(t)
计算整流侧线模电压前行波
Δ
u
fr
(t)
为：
Δ
u
fr
(t)
＝
0.5(
Δ
u
1r
(t)+
Δ
i
1r
(t)Z
c1
)、
线模电压反行波
Δ
u
br
(t)
为：
Δ
u
br
(t)
＝
0.5(
Δ
u
1r
(t)
‑
Δ
i
1r
(t)Z
c1
)
，
Z
c1
为直流输电线路的线模波阻抗；根据逆变侧线模电压故障分量
Δ
u
1i
(t)
和
、
线模电流故障分量
Δ
i
1i
(t)
计算逆变侧线模电压前行波
Δ
u
fi
(t)
为：
Δ
u
fi
(t)
＝
0.5(
Δ
u
1i
(t)+
Δ
i
1i
(t)Z
c1
)、
线模电压反行波
Δ
u
bi
(t)
为：
Δ
u
bi
(t)
＝
0.5(
Δ
u
1i
(t)
‑
Δ
i
1i
(t)Z
c1
)。4.
根据权利要求3所述的基于行波特征的混合级联直流线路纵联保护方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林圣，牟大林，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：