【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于继电保护，具体涉及一种换流器并网系统用时域距离保护方法及相关装置。
技术介绍
1、距离保护作为电压等级110kv以上系统的后备保护，其正确动作对于保障电力系统的安全运行、避免发生安全事故、减少经济和人力损失具有重要意义。然而，伴随着国家战略的推进和电力电子技术的高速发展，以全控型换流器为代表的电力电子装置在电网中的渗漏率日益提升，这显著改变了电力系统故障特征。传统单端量距离保护本身便易受过渡电阻和对端系统助增效应的影响，换流器系统发生故障时，其弱馈性更是加剧了对端系统助增效应对距离保护的影响，这使得传统距离保护在换流器并网系统中耐过渡能力极差，因此存在较大的改进空间。
2、目前针对换流器并网系统的单端量距离保护算法主要可分为行波法和阻抗分析法，其中基于行波法的距离保护动作速度较快，但保护可靠性较差，而基于阻抗分析法的距离保护则易受过渡电阻、对端系统参数等因素的影响，存在一定的改进空间。
3、综上所述，针对适应于换流器并网系统的距离保护算法有待更深入的研究。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种换流器并网系统用时域距离保护方法及相关装置，用于解决换流器场站侧距离保护易受过渡电阻和系统参数影响，区内故障易拒动的技术问题。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种换流器并网系统用时域距离保护方法，包括以下步骤：
4、当换流器并网系统发生单相接地故障时，依据风电系统控
5、基于得到的正序电流控制指令，通过在故障60ms后调整正序电流参考指令的两阶段控制策略，得到两种不相关的故障状态；利用低通滤波器处理两种不相关故障状态下的零序电气量，再利用故障后的数据确定2组时间窗下的时域故障回路方程，求解得到的故障距离；
6、利用10ms的滑窗平滑得到的故障距离的计算结果并输出，当对应故障回路阻抗位于保护动作区域内时，保护动作，当对应故障回路阻抗位于保护动作区域外时，保护不动作。
7、优选地，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
8、
9、其中，idref1和iqref1为换流站控制点正序电流d轴和q轴的参考值，pref为有功功率参考值，in为额定电流，imax为换流器耐受电流，u1为控制点正序电压幅值，为正序电压标幺值。
10、更优选地，换流器并网系统故障60ms后，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
11、
12、优选地，时域故障回路方程为：
13、
14、其中，uma、ima分别为保护安装处a相电压和电流，im0和if0分别为保护安装处和故障点处的零序电流，α为实际故障距离，r1和l1为线路单位长度的电阻和电感，rf为过渡电阻，kr和k1为电阻和电感的零序电流补偿系数。
15、更优选地，2组时间窗分别为40～60ms和60～80ms。
16、优选地，两种故障状态下的零序电气量满足条件如下：
17、
18、其中，下标_1和_2分别为状态1和状态2下的电气量，n为一个周期内的采用点，j为虚数单位。
19、优选地，故障距离计算如下：
20、
21、其中，α为实际故障距离，r1和l1分别传输线单位长度的正序电阻和电感，kr和k1为电阻和电感的零序电流补偿系数，uma、ima分别为保护安装处a相电压和电流，im0和if0分别为保护安装处和故障点处的零序电流，电气量下标_1和_2分别对应状态1和状态2下的电气量，n为一个工频周期内的采用点数，j为虚数单位。
22、第二方面，本专利技术实施例提供了一种换流器并网系统用时域距离保护系统，包括：
23、指令模块，当换流器并网系统发生单相接地故障时，依据风电系统控制策略确定换流器故障期间的正序电流控制指令；
24、求解模块，利用低通滤波器处理两种故障状态下的零序电气量，再利用故障后的数据确定2组时间窗下的时域故障回路方程，求解得到的故障距离；
25、保护模块，利用10ms的滑窗平滑得到的故障距离的计算结果并输出，当对应故障回路阻抗位于保护动作区域内时，保护动作，当对应故障回路阻抗位于保护动作区域外时，保护不动作
26、第三方面，一种芯片，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述换流器并网系统用时域距离保护方法的步骤。
27、第四方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括计算机程序，所述计算机程序被电子设备执行时实现上述换流器并网系统用时域距离保护方法的步骤。
28、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
29、一种换流器并网系统用时域距离保护方法，能够基本免疫过渡电阻和对端系统参数的影响，准确求解故障距离，且所需计算量小，实现方式简单，通过线性算法即可实现故障距离的求解，利用10ms的滑窗平滑故障距离的计算结果，输出结果，通过判别故障距离的计算轨迹是否位于保护动作区域以构建保护动作逻辑。
30、进一步的，利用换流器的高可控性，在故障穿越阶段调节控制环电流参考指令以创造两种不同的故障状态。
31、进一步的，利用截止频率为80hz的4阶巴特沃斯滤波器滤除信号中的高频分量，并使用滤波后的数据列写2种状态下的故障回路方程。
32、进一步的，联立利用故障后40～60ms和60～80ms列写的故障回路方程，由于换流器在故障后60ms切换了控制策略，因此利用两数据窗下数据列写的故障回路方程具有不相关特性。
33、进一步的，充分利用电网零序阻抗不受换流器控制策略影响的特点，建立了不同故障状态下保护安装处零序电气量和故障点零序电气量的关系，发现了两种故障状态下故障点零序电流之比可以用保护安装处零序电流之比替。
34、进一步的，联立2种故障状态下的故障回路方程，再利用保护安装处零序电流之比替代故障点零序电流之比，便可消除方程中的过渡电阻和对端系统参数，实现故障距离的快速求解。
35、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
36、综上所述，本专利技术能够有效的提升换流器场站侧距离保护的耐过渡电阻能力，并不受系统参数的影响，通过很小的计算量即可实现故障距离的求解，进而实现距离保护。
37、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
3.根据权利要求2所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，换流器并网系统故障60ms后，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
4.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，时域故障回路方程为：
5.根据权利要求4所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，2组时间窗分别为40～60ms和60～80ms。
6.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，两种故障状态下的零序电气量满足条件如下：
7.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，故障距离计算如下：
8.一种换流器并网系统用时域距离保护系统，其特征在于，包括：
9.一种芯片，其特征在于，
10.一种电子设备，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
3.根据权利要求2所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，换流器并网系统故障60ms后，换流器故障期间的正序电流控制指令为：
4.根据权利要求1所述的换流器并网系统用时域距离保护方法，其特征在于，时域故障回路方程为：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建利，邹高域，付鲁川，刘峰，祝磊，袁魏，雷明，谢百煌，赵清洋，高飞，宋国兵，常鹏，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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