适用于并联型多端高压直流输电系统的单端量保护方法技术方案

本发明专利技术涉及一种适用于并联型多端高压直流输电系统的单端量保护方法，采用信赖域拟合算法提取行波拟合指数系数，并将其作为故障识别特征量；根据行波时域表达式，明确给出阈值计算表达式

【技术实现步骤摘要】
适用于并联型多端高压直流输电系统的单端量保护方法


[0001]本专利技术属于电气自动化
，具体涉及一种适用于并联型多端高压直流输电系统的单端量保护方法
。

技术介绍

[0002]多端高压直流输电系统由双端高压直流系统发展而来，有着“一点对多点”的网络拓扑，其中一条传输线故障后，非故障区域仍可以继续运行，具有可靠性高，控制灵活，经济性好等优势
。
近些年随着新能源发电的大量接入，控制性能优良的多端直流输电系统具有更加广阔的应用前景
。
电压源型模块化多电平换流器
(MMC)
具有谐波含量低，可以为无源系统供电，不存在换相失败问题等优点
。
目前多端直流输电系统中受端普遍采用
MMC
型换流器，但当系统中传输线发生故障后，
MMC
换流器中各模块电容快速放电，故障电流上升速度很快，需要在故障初期迅速切除故障线路，以保证系统健全部分的安全运行
。
因此快速可靠的传输线主保护对提高多端高压直流输电系统可靠性具有重要价值
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于并联型多端高压直流输电系统的单端量保护方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
S1、
并联型多端高压直流输电系统中传输线
L1‑
L5上的故障均视为区内故障，换流站出口处故障视作区外故障，即故障点
f
a1
,f
a2
,f
a3
,f
a4
,f
a5
均视作区内故障，故障点
f
b1
,f
b2
,f
b3
,f
b4
,f
b5
均视作区外故障；并联型多端高压直流输电系统发生区外故障时，测量点
m
处反向线模行波
B
m1
时域表达如式
(1)
所示，式
(1)
中系数
A2,B2和
C2如式
(2)
所示：所示：其中：
U
f1
为故障点处线模故障电压；
k
a
为行波衰减系数；
k
t
为行波畸变系数；
l
f
为故障点到线路首端
m
处距离；
C
eq
为
MMC
换流站等效电容；
L
r
为限流电抗器电感；
L
arm
为
MMC
换流站等效电感；
L
eq
为
MMC
换流站等效电感与换流站出口处限流电抗器电感之和；
ε
(x)
代表阶跃函数，当
x
大于0时
ε
(x)
为1，否则
ε
(x)
为0；同理，并联型多端高压直流输电系统发生区内故障时，测量点
m
处反向线模行波
B
m1
时域表达如式
(3)
所示，式
(3)
中系数
A1,B1和
C1如式
(4)
所示：所示：根据式
(1)
和式
(3)
可知，相对于换流站出口处故障时，传输线故障时故障行波
B
m1
解析表达式中含有特殊项
e
(
‑
t/ktlf)
；相对于传输线故障，换流站出口处故障时
B
m1
解析表达式中含有特殊项
e
(
‑
t*Zc1/2Lr)
；相较于其他传输线
L
n
(n>1)
故障，传输线
L1故障时含有特殊常数项1，可以等效认为含有特殊项
e
(
‑
t*0)
；同样相较于其他换流站
MMC
n
出口处故障，换流站
MMC1出口处故障时，可等效认
为含有特殊项
e
(
‑
t*0)
；
S2、
不同故障位置条件下特殊项指数系数不同，因此通过提取特殊项
e
(t*m)
中指数的系数
m
来实现故障区域识别，进而构造新型行波保护方案，对并联型多端高压直流输电系统中不同位置处故障后行波
B
m1
时域表达式
(1)、(3)
进行分析，可以得到行波
B
m1
时域表达式可以通过式
(5)
所示的通式来表示：
B
m1
(t)
＝
ae
ft
+be
gt
+cte
ht
+dt2e
kt (5)
采用信赖域算法进行特殊项指数系数提取，其从给定初始值出发，通过逐步迭代计算残差平方值，直到得到满意的近似最优拟合值，根据式
(5)
采用信赖域算法对行波
B
m1
采样数据进行拟合，进而可以得到式
(5)
中特殊项指数系数
g
，通过指数系数
g

【专利技术属性】
技术研发人员：李博通，李玉琦，李斌，陈晓龙，温伟杰，薛士敏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：