【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及继电保护，尤其涉及一种多端柔直系统直流线路保护方法及系统。
技术介绍
1、柔性直流输电系统中，直流线路发生故障时，电流幅值会在2-5毫秒之内急剧上升，不仅会损坏换流器中的电力电子器件，甚至会导致整个电力系统的崩溃，给人们造成重大损失。而多端柔性直流系统的直流线路故障会因为直流母线互连产生的助增电流而产生更大的故障电流。因此，多端柔性直流系统需要在几毫秒之内就完成对故障的识别并且准确切除，对线路保护的速动性与选择性要求极高。
2、目前对于多端柔性直流系统直流线路保护方法可分为单端量保护和双端量保护。基于单端电气量信息的保护方法速度快，通讯要求低，但由于在新能源接入下未考虑控制等环节对于区内外故障判断造成影响，使得判断可能不准确；且若仅依靠单端电气量，往往对于环网系统需要选择重要性最低的线路作为不配合线路，不利于系统安全稳定运行。而基于双端电气量信息的保护方法往往使用模拟量进行交互，由于通信的限制，存在一定的动作延时，从而需要加装pmu等设备，不仅很难满足直流线路主保护对速动性的高要求，且增加了装设成本。
3、因此，现有的多端柔性直流系统直流线路保护难以保证在低通信要求下对直流线路故障的准确识别。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种多端柔直系统直流线路保护方法及系统，用以解决现有多端柔直系统直流线路保护难以保证在低通信要求下对直流线路故障的准确识别的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种多端柔直系统直
3、采集故障发生前后多端柔直系统中需保护直流线路两端的限流电抗器电压和电流，进而得到需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器电压突变量和电流突变量；
4、基于所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器电压突变量和电流突变量，得到所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量；
5、根据所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量与故障保护判据，确定需保护直流线路是否发生区内故障；若是，则启动需保护直流线路的保护动作。
6、进一步地，令需保护直流线路的一端为m端、另一端为n端；以直流母线指向直流线路为正方向，所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量表示为：
7、
8、式中，sm(ωf)、sn(ωf)分别表示需保护直流线路在高频分量频率为ωf时m、n端的限流电抗器突变能量，h表示总采样点数，h′为采样时间间隔，t为积分时间，δum(ωf,h)、δun(ωf,h)分别表示需保护直流线路在第h个采样点且高频分量频率为ωf时m、n端的限流电抗器电压突变量，δim(ωf,h)、δin(ωf,h)分别表示需保护直流线路在第h个采样点且高频分量频率为ωf时m、n端的限流电抗器电流突变量，t表示时间。
9、进一步地，所述在高频分量频率为ωf时的故障保护判据包括：
10、
11、式中，sset(ωf)表示在高频分量频率为ωf时的动作门槛值；
12、若sm(ωf)和sn(ωf)均满足故障保护判据，则判定为需保护直流线路的区内故障；否则判定为需保护直流线路的区外故障。
13、进一步地，在高频分量频率为ωf时的动作门槛值sset(ωf)满足：
14、sset(ωf)＞s0max(ωf)
15、式中，s0max(ωf)表示多端柔直系统稳态运行时在高频分量频率为ωf时的最大限流电抗器突变能量。
16、进一步地，通过以下方式得到高频分量频率ωf：
17、令需保护直流线路的区内外故障电抗器突变能量差的导数为0，得到各频域解；
18、基于各频域解，得到各频域解下的需保护直流线路的区内外故障电抗器突变能量差；
19、选取使需保护直流线路的区内外故障电抗器突变能量差取最大值的频域解，作为高频分量频率ωf。
20、进一步地，所述需保护直流线路的内外故障电抗器突变能量差表示为：
21、δs(ωf′)＝sm区内(ωf′)-sm区外(ωf′)
22、式中，δs(ωf′)表示需保护直流线路在高频分量频率为ωf′时的内外故障电抗器突变能量差，sm区内(ωf′)表示需保护直流线路在发生区内故障且高频分量频率为ωf′时m端母线端口的电抗器突变能量，sm区外(ωf′)表示需保护直流线路在发生区外故障时且高频分量频率为ωf′时m端母线端口的电抗器突变能量。
23、进一步地，所述需保护直流线路在发生区内故障时且高频分量频率为ωf′时m端母线端口的电抗器突变能量sm区内(ωf′)表示为：
24、sm区内(ωf′)＝∫|jωf′ldci′mn(ωf′)|(i′mn(ωf′)-imn0)
25、式中，ldc表示限流电抗器电感，i′mn表示多端柔直系统中需保护直流线路发生区内故障时且高频分量频率为ωf′时m端换流站流入到n端换流站的线路电流，imn0表示多端柔直系统中需保护直流线路m端换流站流入到n端换流站的稳态电流幅值，j表示复数单位。
26、进一步地，所述需保护直流线路在发生区外故障时且高频分量频率为ωf′时m端母线端口的电抗器突变能量sm区外(ωf′)表示为：
27、sm区外(ωf′)＝∫|jωf′ldci″mn(ωf′)|(i″mn(ωf′)-imn0)
28、式中，ldc表示限流电抗器电感，i′m′n表示多端柔直系统中需保护直流线路发生区外故障时且高频分量频率为ωf′时m端换流站流入到n端换流站的线路电流，imn0表示多端柔直系统中需保护直流线路m端换流站流入到n端换流站的稳态电流幅值，j表示复数单位。
29、另一方面，本专利技术实施例提供了一种多端柔直系统直流线路保护系统，包括：
30、数据获取模块，用于采集故障发生前后多端柔直系统中需保护直流线路两端的限流电抗器电压和电流，进而得到需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器电压突变量和电流突变量；
31、限流电抗器突变能量计算模块，用于基于所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器电压突变量和电流突变量，得到所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量；
32、故障识别保护模块，用于根据所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量与故障保护判据，确定需保护直流线路是否发生区内故障；若是，则启动需保护直流线路的保护动作。
33、进一步地，令需保护直流线路的一端为m端、另一端为n端；以直流母线指向直流线路为正方向，所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量表示为：
34、
35、式中，sm(ωf)、sn(ωf)分别表示需保护直流线路在高频分量频率为ωf时m、n端的限流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，令需保护直流线路的一端为M端、另一端为N端；以直流母线指向直流线路为正方向，所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量表示为：
3.根据权利要求2所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，所述在高频分量频率为ωf时的故障保护判据包括：
4.根据权利要求3所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，在高频分量频率为ωf时的动作门槛值Sset(ωf)满足：
5.根据权利要求3所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，通过以下方式得到高频分量频率ωf：
6.根据权利要求5所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，所述需保护直流线路的内外故障电抗器突变能量差表示为：
7.根据权利要求6所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，所述需保护直流线路在发生区内故障时且高频分量频率为ωf′时M端母线端口的电抗器突变能量Sm区内(ωf′)表示为：<...
【技术特征摘要】
1.一种多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，令需保护直流线路的一端为m端、另一端为n端；以直流母线指向直流线路为正方向，所述需保护直流线路在高频分量频率为ωf时两端的限流电抗器突变能量表示为：
3.根据权利要求2所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，所述在高频分量频率为ωf时的故障保护判据包括：
4.根据权利要求3所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，在高频分量频率为ωf时的动作门槛值sset(ωf)满足：
5.根据权利要求3所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征在于，通过以下方式得到高频分量频率ωf：
6.根据权利要求5所述的多端柔直系统直流线路保护方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：程新宇，张玉营，潘博源，柏塔·居尼斯汗，齐文雷，林谢煜，吴怡琳，李杰，马静，
申请(专利权)人：国网伊犁伊河供电有限责任公司，
类型：发明
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