【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统继电保护和自动化领域，具体涉及一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法。
技术介绍
1、基于架空线的柔性直流输电系统在可再生能源并网和远距离输电方面具有明显的优势，因此得到了迅速的发展。与电缆相比，架空线路成本较低，在高压直流输电工程中得到了广泛的应用，然而，架空线路发生故障的概率更高且多为瞬时性故障。因此为了提升系统运行的可靠性，需要发展更为完备可靠的自适应重合闸方案。
2、目前，重合闸策略一般分为两类，第一类是故障被隔离后，断路器将在一定的去电离时间后重合闸。由于该方案没有判别故障性质，可能导致断路器重合于永久性短路故障，将对直流系统造成严重的二次冲击，威胁设备安全。第二类是基于故障性质识别的自适应重合闸方案，完成故障性质的识别后再进行重合闸。准确的故障识别技术便于故障线路检修，应确定故障在线路上的位置。直流系统中常用的故障测距方法包括行波法和故障分析法。由于功率电子器件的可控性，主动注入型的行波测距方法更具灵活性，有利于提高测距结果的可靠性。
3、基于主动注入的故障特性识别和故障测距符合直流系统中电力电子元件占比高和控制与保护协同的趋势。目前，一些学者提出了基于主动注入的故障性质识别和测距方法，行波信号主要由模块化多电平换流器(mmc)和直流断路器(dccb)注入。但大多数通过控制mmc来主动注入信号的方法需要相对复杂的控制策略，此外，在多端系统中，通过mmc注入的信号可能会影响正常线路。dccb具有高度可控性，可以用于主动注射，从而避免对正常线路的影响，并且与mmc相
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，提出一种基于晶闸管型dccb的自适应重合闸和故障测距方案。本专利技术通过晶闸管型dccb注入行波信号，可以降低控制成本，正确识别故障特性，实现dccb的自适应重合闸，并且无需测量波速即可得到故障距离，提高了故障测距的准确性。
2、直流断路器是直流系统中的重要设备，利用直流断路器进行脉冲注入可以实现直流线路故障的识别与测距。然而，现有的信号注入方案主要基于igbt型直流断路器，对基于成本较低的晶闸管型直流断路器的研究较少，并且现有故障测距方法的准确性主要取决于波速。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于晶闸管型直流断路器的自适应重合闸和故障测距方法，通过对故障特性的识别，实现自适应重合闸，避免短时间内对直流系统造成二次冲击，并且可以获得准确的故障距离而不受波速的影响。
3、本专利技术的技术方案具体为：
4、一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，
5、经柔性直流电网直流输电线路发生故障后，故障线路两端配置的保护完成故障数据录波、故障类型判别以及控制断路器跳闸；
6、断路器跳闸完成隔离故障后，通过导通电容c1c2支路对所在故障点放电，向故障线路注入负阶跃信号，在阶跃信号的作用下，产生行波；
7、行波沿传输线传播时，在波阻抗发生变化的点处发生折射和反射，利用首个反射波的识别进行故障性质的识别；
8、若故障判定为瞬时故障，则进行重合闸；若故障判定为永久故障，则进行故障测距。
9、进一步的，行波沿传输线传播时，在波阻抗发生变化的点处发生折射和反射，利用首个反射波的识别进行故障性质的识别，包括：
10、x1和x2分别为输电线路始端和末端至故障点的距离，输电线路全长为l，在t4时刻完成隔离，dccb1在t5时注入行波信号in1；故障是永久性故障，行波in1传播至故障点处发生反射，送、受端首个反射波传播回注入点的时刻和dccb1注入行波的时刻的差值的和为δt；故障为瞬时性故障且已经被清除，行波in1在输电线路末端发生反射，送、受端首个反射波传播回注入点的时刻和dccb1注入行波的时刻的差值的和为δt；δt'>δt，基于此，进行故障性质的识别。
11、进一步的，若故障判定为瞬时故障，则进行重合闸；若故障判定为永久故障，则进行故障测距，包括：
12、故障初期注入行波的波速保持不变，送端反射波传播时间δt1与送受端反射波传播时间的和δt1+δt2之比等于故障距离x1与线路全长l的比，基于此进行故障测距。
13、进一步的，故障判定为瞬时故障，两端断路器中电容c1和c2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
14、一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，包括
15、保护装置，用于经柔性直流电网直流输电线路发生故障后，故障线路两端配置的保护完成故障数据录波、故障类型判别以及控制断路器跳闸；
16、断路器，包括能够存储能量的电容c1和c2，用于跳闸完成隔离故障后，通过导通电容c1c2支路对所在故障点放电，向故障线路注入负阶跃信号，在阶跃信号的作用下，产生行波；
17、波头捕捉模块用于行波沿传输线传播时，在波阻抗发生变化的点处发生折射和反射，利用首个反射波的识别进行故障性质的识别；
18、故障判定模块，用于故障性质的识别，判断瞬时故障或永久故障，若故障判定为瞬时故障，则进行重合闸；
19、测距模块，当判断为永久故障时启动，计算故障距离。
20、进一步的，所述波头捕捉模块，具体用于x1和x2分别为输电线路始端和末端至故障点的距离，输电线路全长为l，在t4时刻完成隔离，dccb1在t5时注入行波信号in1；故障是永久性故障，行波in1传播至故障点处发生反射，送、受端首个反射波传播回注入点的时刻和dccb1注入行波的时刻的差值的和为δt；故障为瞬时性故障且已经被清除，行波in1在输电线路末端发生反射，送、受端首个反射波传播回注入点的时刻和dccb1注入行波的时刻的差值的和为δt；δt'>δt，基于此，进行故障性质的识别。
21、进一步的，所述故障判定模块，具体用于故障初期注入行波的波速保持不变，送端反射波传播时间δt1与送受端反射波传播时间的和δt1+δt2之比等于故障距离x1与线路全长l的比，所述测距模块，具体用于基于此进行故障测距。
22、进一步的，所述故障判定模块，具体用于两端断路器中电容c1和c2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
23、进一步的，所述故障判定模块，具体用于两端断路器中电容c1和c2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
24、一种电子设备，包括：
25、存储器所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行任一项所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法。
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【技术保护点】
1.一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：行波沿传输线传播时，在波阻抗发生变化的点处发生折射和反射，利用首个反射波的识别进行故障性质的识别，包括：
3.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：若故障判定为瞬时故障，则进行重合闸；若故障判定为永久故障，则进行故障测距，包括：
4.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：故障判定为瞬时故障，两端断路器中电容C1和C2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
5.一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于：包括
6.根据权利要求5所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于：所述波头捕捉模块，具体用于x1和x2分别为输电线路始端和末端至故障点的距离，输电线路全长为l，在t4时刻完成隔离，DCCB1在t5时注入行波信号in1；故障是永久性故障，行波in1传播至故障点处
7.根据权利要求5所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于，所述故障判定模块，具体用于故障初期注入行波的波速保持不变，送端反射波传播时间Δt1与送受端反射波传播时间的和Δt1+Δt2之比等于故障距离x1与线路全长l的比，
8.根据权利要求5所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于，所述故障判定模块，具体用于两端断路器中电容C1和C2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至4中任一项所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：行波沿传输线传播时，在波阻抗发生变化的点处发生折射和反射，利用首个反射波的识别进行故障性质的识别，包括：
3.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：若故障判定为瞬时故障，则进行重合闸；若故障判定为永久故障，则进行故障测距，包括：
4.根据权利要求1所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距方法，其特征在于：故障判定为瞬时故障，两端断路器中电容c1和c2储存的能量消耗完毕后，再进行重合闸。
5.一种基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于：包括
6.根据权利要求5所述的基于断路器的主动注入式自适应重合闸及测距装置，其特征在于：所述波头捕捉模块，具体用于x1和x2分别为输电线路始端和末端至故障点的距离，输电线路全长为l，在t4时刻完成隔离，dccb1在t5时注入行波信号in1；故障是永久性故障，行波in1传...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛士敏，李翔宇，陈萧，张君婷，阴文湘，张皓明，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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