【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电保护，具体为面向三端混合直流输电系统的单端保护方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、混合直流输电技术能够实现远距离、大容量的多端电能输送，运行期间，能够根据低电阻和高电阻接地时直流电网故障电流的故障特征进行行波保护，或是基于故障后线模和零模行波之间的波速差的单端测距式进行保护，以及基于平滑电感器电压变化率进行保护，这里防护方式仍然基于行波在时域中的变化率，在具体应用时，三端混合直流输电系统中存在多种电力电子元件，目前的保护方式由于需要考虑多种元件组合的影响，使得保护方案的可靠性降低。与此同时，传统单端行波保护的高阻故障、近端故障识别能力较弱，如果将其应用到三端混合直流输电系统中，其适用性难以控制，仍然无法满足可靠性的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供面向三端混合直流输电系统的单端保护方法及系统，通过折射系数的相位识别故障区域，可以耐故障电阻、噪声干扰的能力，且无需通信时间，为直流输电的安全可靠运行提供技术支撑。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，包括以下步骤：
4、获取故障数据中的极电流和极电压，经极模转换得到线模电压和线模电流，得到折射系数；
5、利用零模电压幅值选择故障极，具体为：确定保护启动瞬间的零
6、利用折射系数幅值选择故障区域，具体为：确定保护启动瞬间的折射系数，若第一频率的折射系数幅值高于设定值，且第二频率的折射系数幅值不为无穷，则发生区内故障，其它情况为发生区外故障。
7、进一步的，利用线模电压和线模电流，经极模转换得到线模电压和线模电流，得到折射系数，如下式所示：
8、
9、式中：α为折射系数，u1为线模电压，i1为线模电流，zc1为线模阻抗。
10、进一步的，利用零模电压幅值选择故障极，如下式所示：
11、
12、式中：u0为测量点的零模电压，kset为故障选极的阈值。
13、进一步的，利用折射系数幅值选择故障区域，如下式所示。
14、
15、其中，m1-m4均为设定的测量点，α(x1hz)和α(x2hz)均为第一频率，α(y1hz)和α(y2hz)为第二频率。
16、进一步的，针对设定的m1和m4测量点，第一频率α(x1hz)为高于设定值的频率点，第二频率α(y1hz)为设定的定值频率点；
17、针对设定的m2和m3测量点，第一频率α(x2hz)为设定的频率范围，第二频率α(y2hz)为高于设定值的频率点。
18、进一步的，根据三端混合直流输电系统的拓扑结构划分区域，基于彼得逊法则得到区内故障和区外故障的折射系数传播特性，确定各区域的折射系数，得到各折射系数对应的幅频特性，确定第一频率和第二频率的取值。
19、进一步的，折射系数传播特性包括，正向故障时，各保护装置在彼得逊法则生效时间内测得折射系数，且该系数同装置背侧区域相关；
20、反向区外故障时，各保护装置无法在彼得逊法则生效时间内测得折射系数。
21、本专利技术的第二个方面提供实现上述方法所需的系统，包括：
22、数据采集模块，被配置为：获取故障数据中的极电流和极电压，经极模转换得到线模电压和线模电流，得到折射系数；
23、故障选极模块，被配置为：利用零模电压幅值选择故障极，具体为：确定保护启动瞬间的零模电压，若零模电压高于阈值，发生正极故障；若零模电压低于阈值，发生负极故障；其它情况则发生双极短路故障；
24、故障识别模块，被配置为：利用折射系数幅值选择故障区域，具体为：确定保护启动瞬间的折射系数，若第一频率的折射系数幅值高于设定值，且第二频率的折射系数幅值不为无穷，则发生区内故障，其它情况为发生区外故障。
25、进一步的，当故障选极模块和故障识别模块满足设定条件时，向故障极发出动作信号，结束动作。
26、与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
27、利用零模电压幅值选择故障极，利用折射系数幅值选择故障区域，只需单端量信息，不依赖通信时间，保证了速动性；利用折射系数不受故障电阻影响的特点，提高了保护的耐电阻能力，增强了可靠性；将三端混合直流系统划分为多个区域，根据推导出的每个区域折射系数的表达式，为后续类似直流系统的故障解析提供了技术支撑。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求2所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用线模电压和线模电流，经极模转换得到线模电压和线模电流，得到折射系数，如下式所示：
3.如权利要求1所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用零模电压幅值选择故障极，如下式所示：
4.如权利要求1所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用折射系数幅值选择故障区域，如下式所示：
5.如权利要求4所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，针对设定的M1和M4测量点，第一频率α(x1Hz)为高于设定值的频率点，第二频率α(y1Hz)为设定的定值频率点；针对设定的M2和M3测量点，第一频率α(x2Hz)为设定的频率范围，第二频率α(y2Hz)为高于设定值的频率点。
6.如权利要求1所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，根据三端混合直流输电系统的拓扑结构划分区域，基于彼得逊法则得到区内故障和区外故障的折射系数传
7.如权利要求6所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，所述折射系数传播特性包括，正向故障时，各保护装置在彼得逊法则生效时间内测得折射系数，且该系数同装置背侧区域相关。
8.如权利要求6所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，所述折射系数传播特性还包括，反向区外故障时，各保护装置无法在彼得逊法则生效时间内测得折射系数。
9.面向三端混合直流输电系统的单端保护系统，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护系统，其特征在于，当故障选极模块和故障识别模块满足设定条件时，向故障极发出动作信号，结束动作。
...【技术特征摘要】
1.面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求2所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用线模电压和线模电流，经极模转换得到线模电压和线模电流，得到折射系数，如下式所示：
3.如权利要求1所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用零模电压幅值选择故障极，如下式所示：
4.如权利要求1所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，利用折射系数幅值选择故障区域，如下式所示：
5.如权利要求4所述的面向三端混合直流输电系统的单端保护方法，其特征在于，针对设定的m1和m4测量点，第一频率α(x1hz)为高于设定值的频率点，第二频率α(y1hz)为设定的定值频率点；针对设定的m2和m3测量点，第一频率α(x2hz)为设定的频率范围，第二频率α(y2hz)为高于设定值的频率点。
6.如权利要求1所述的面向...
【专利技术属性】
技术研发人员：武传健，张岩，王华佳，曹文君，于丹文，张青青，张高峰，王庆玉，李付存，张国辉，孙运涛，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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