【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路保护技术，尤其涉及一种考虑新能源/柔直集中送出的输电线路双端电气量保护方法及系统。
技术介绍
1、传统的同步机系统，其系统阻抗角在90°附近，但新能源受其控制策略影响，其等效系统阻抗在0-90°之间变化。新能源接入后，对于电力电子设备，其基本控制策略为：1.最大有功功率输出；2.输出电流不大于额定电流的1.5倍；3.负序电流抑制。基于该原则，柔直/风机等效为正序阻抗大、负序阻抗接近无穷大的弱馈系统。
2、以柔直为例，假设故障前换流器不发出无功电流，且任何时候锁相环跟踪正序电压相位。故障前后系统电压相位发生跳变，各正序向量关系如图3所示。图中u1|0|、i1|0|为故障前正序电压和正序电流，u1、i1为故障后正序电压和正序电流，θ为正序电压相位跳变滞后角，φd为保护安装处背后系统等效正序阻抗角。对电压、电流归一化处理后相位关系如图4所示，基于余弦定理，得到
3、
4、由上述公式得出，测量系统阻抗角受到正序电压跌落程度、相位影响，考虑极限情况，则有：
5、φd＝0°,(θ→0)；φd＝180°,(k→1)
6、其中k为故障后电压幅值与故障前电压幅值的比值。
7、由上面推导可知，新能源接入后电力电子设备等效系统阻抗角φd在0-180°之间变化。
8、当新能源/柔直接入同步机系统后，由于两者的等效系统阻抗角相差较大，并且新能源/柔直的限流特性，其等效系统阻抗幅值很大，因此新能源/柔直等效系统阻抗对电力电子设备等效系统阻抗角φd影响大
9、当线路两侧均为同步机电源时，发生区外故障时线路两侧故障电流相位相差180°，发生区内故障时线路两侧故障电流相位相差0°，保证了区内、外故障的选择性及区内故障的灵敏性。但是，当线路n侧接入新能源，φd接近180°时，发生区内故障时，线路两侧故障电流相位最大相差90°，导致了区内故障差动电流id减小，制动电流ir增大，降低了纵联差动保护的灵敏度。
10、现有技术中，中国专利申请cn202311244107.6，公开了一种风场接柔直系统线路保护方法及系统，当监测到直驱风场接柔直系统送出线路发生故障时，获取送出线路两侧保护安装处的电压、电流的高频分量；基于送出线路两侧保护安装处的电压、电流的高频分量，得到送出线路的1模暂态动作阻抗差；基于所述送出线路的1模暂态动作阻抗差和故障识别判据，确定是否发生送出线路的区内故障；若是，则启动送出线路的保护动作。
11、中国专利申请cn202310953064.2则公开了一种新能源场站进出线距离保护方法及系统，包括：基于含新能源场站的双侧电源线路上过渡电阻系统结构，建立保护安装处测量电压和测量电流的关系表达式，计算测量电阻；利用测量电阻表达式计算发电机侧和新能源侧电流幅值比和相位差，利用发电机侧和新能源侧电流幅值比和相位差计算附加阻抗倾斜角，利用保护线路阻抗的线路阻抗角、发电机侧和新能源场站侧电流相位差和附加阻抗倾斜角计算整定系数；判断测量阻抗是否小于整定系数与距离保护的整定值和乘积。
12、中国专利申请cn202310807192.6公开了风电接入柔直系统的交流线路纵差保护方法及装置，该方法包括：获取交流侧电流；若交流电流大于预设阈值，则在风场侧，将记忆电压的相角作为pll锁相环的控制相角，以及在柔性直流风场侧，降低换流器交流参考电压，以使柔性直流风场侧的出口处交流电压按照控制系数跟踪交流电压参考值；获取交流线路两端的电流信号，并基于交流线路两端的电流信号和控制系数得到比例制动系数；若比例制动系数大于保护动作门槛值，则判定发生区内故障，启动纵差保护。
13、虽然上述技术所述的暂态动作阻抗差、距离保护、差动保护改进方法在一定程度上能适用新能源送出系统，但这些方法都存在要人工计算阻抗定值或者电流定值问题，无法自动适应不同类型电源系统接入。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术基于精确的序分量模型，提出一种基于两侧电源系统序分量阻抗及输电线路序分量阻抗向量和的线路区内外故障识别方法及线路保护系统，解决新能源集中送出线路传统纵联线路差动保护灵敏度下降的问题。
2、本专利技术具体采用以下技术方案：
3、一种基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，适用于新能源或柔直系统接入的输电线路保护，所述保护方法包括：
4、步骤1：以第一时间间隔循环采集输电线路两侧的电流和电压；
5、步骤2：当电流突变量满足电流突变启动元件动作条件时，保护启动，记录第二时间间隔输电线路两侧的电流和电压，并缓存启动前的新能源侧三相电流向量、电压向量，进入步骤3；否则返回步骤1；
6、步骤3：以第二时间间隔采集输电线路两侧的故障电流和故障电压，计算输电线路两端的零序电流，当零序电流大于零序电流门坎值时，进入步骤4，否则进入步骤5；
7、步骤4：利用输电线路零序阻抗、输电线路系统侧零序阻抗向量以及输电线路新能源侧零序阻抗向量之和的虚部的模值作为零序动作量，利用输电线路零序阻抗向量虚部的模值及输电线路系统侧零序阻抗向量虚部模值和作为零序制动量，形成第一动作方程，当零序动作量大于零序制动量和零序可靠系数的乘积时，则判断发生了区内故障，保护动作出口，否则判断为发生了区外故障；
8、步骤5：利用输电线路正序阻抗、输电线路系统侧正序阻抗向量以及输电线路新能源侧正序阻抗向量之和的虚部的模值作为正序动作量，利用输电线路正序阻抗向量虚部及输电线路系统侧正序阻抗向量虚部模值和作为正序制动量，形成第二动作方程，当正序动作量不大于正序制动量和正序可靠系数的乘积时，则判断发生了区内故障，保护动作出口，否则判断为发生了区外故障。
9、本专利技术进一步包括以下优选方案。
10、在步骤1中，第一时间间隔为40ms，在保护启动前，根据输电线路两侧的电流和电压获取输电线路正序阻抗zl1和零序阻抗zl0。
11、在步骤2中，电流突变启动元件的启动条件包括第一动作条件、第二动作条件，当满足任一动作条件则保护启动：
12、所述第一动作条件为δiφmax＞1.25δit+δiset，
13、所述第二动作条件为
14、其中，δiφmax为三个相电流有效值半波积分中的最大值，δiφφmax为三个相间电流有效值半波积分中的最大值，δiset为可整定的固定门坎，δit为浮动门坎。
15、δiset取值范围0.04in～0.5in，浮动门坎δit根据负荷电流的波动自动变化，即当前浮动门槛就是前一时刻负荷电流波动大小。
16、在步骤3中，按以下判断保护启动后输电线路两端零序电流是否大于零序电流门坎值：
17、im0＞i0_set或者in0＞i0_set
18、im0为保护启动后的输电线路m端即系统侧的第二时间间隔零序电流幅值，in0为保护启动后的输电线路n端即新能源侧的第二时间间隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，适用于新能源或柔直系统接入的输电线路保护，其特征在于，所述保护方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
6.根据权利要求1或5所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
9.根据权利要求1或8所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
11.根据权利要求9或10所述的基于双端
12.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
13.根据权利要求9或12所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
14.根据权利要求13所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
15.根据权利要求14所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
16.一种基于权利要求1-15任一项权利要求所述保护方法的输电线路保护系统，包括数据采集单元、保护启动单元、故障范围判断单元；其特征在于：
17.根据权利要求16所述的输电线路保护系统，其特征在于：
18.根据权利要求17所述的输电线路保护系统，其特征在于：
19.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-15任一项所述的基于双端动态系统阻抗的线路保护方法。
20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-15任一项所述的基于双端动态系统阻抗的路保护方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，适用于新能源或柔直系统接入的输电线路保护，其特征在于，所述保护方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
6.根据权利要求1或5所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
9.根据权利要求1或8所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
11.根据权利要求9或10所述的基于双端动态系统阻抗的输电线路保护方法，其特征在于：
12.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉平，伍晨可，余洪，吴通华，戴魏，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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