[發明專利]一種高壓交直流混聯系統交流線路暫態方向保護方法

有效

• 申請號: 201810316787.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108599114B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 段建東;李浩;雷陽;趙召
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發明公開了一種高壓交直流混聯系統交流線路暫態方向保護方法，具體包括如下步驟：通過混聯系統線路兩端的電流互感器分別檢測被保護交流線路兩端的電氣量信號；對檢測到的電氣量信號進行預處理，得到被保護交流線路兩端的電流突變量，將保護系統的采樣切換到高數據采集頻率下，并根據數據窗的寬度提取相應的電壓和電流；計算電流前行波和反行波全量；計算小波系數；自適應剔除所得的小波系數的干擾值，并通過對小波系數的擠壓處理獲得同步擠壓小波系數，該小波系數表征暫態電流波的能量，然后計算電流前行波和反行波的暫態能量比；比較能量比與整定值的大小區分區內外故障。本發明為高壓交直流混聯系統交流線路提供繼電保護。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，涉及一種高壓交直流混聯系統交流線路暫態方向保護方法。

背景技術

資源緊張、環境污染等問題成為當下世界各國的棘手問題，綠色低碳也將成為能源生產與消費的主要轉變方向，為此，世界各國紛紛制訂了相應的發展目標和規劃。超/特高壓輸電是解決清潔能源的大規模開發和遠距離輸送所必須依賴的媒介，電網的“全球互聯”亦促使各國高壓交直流混聯系統蓬勃發展。到2020年，16回直流輸電線路和世界上最高電壓等級的柔性直流環網也將投入運行，電網交直流混聯的深度將進一步增大。

保障大型交直流混聯電網安全運行是各國重大且緊迫的需求。單個交流系統的簡單故障或者單個換流站的異常過程均有可能引起換流站間同時換相失敗、直流系統閉鎖、交流線路過負荷跳閘等連鎖故障的發生，交直流混聯電網呈現出復雜的耦合特性。比如，2013年華東地區曾發生交流線路故障引發的四回直流同時換相失敗，導致一回直流雙極閉鎖、附近六條交流通道大容量功率反轉的連鎖故障，嚴重沖擊電網的安全穩定運行。因此，針對高壓交直流混聯系統交流線路繼電保護提出新原理，快速準確地將故障切除以保證互聯電網的安全可靠，顯得尤為重要。

暫態量技術是系統故障后快速繼電保護保護、故障選相、故障定位或故障測距的新手段。交直流混聯系統中，近逆變站交流母線處安裝有大容量無功補償裝置和交流濾波裝置，交流系統故障時，近逆變側表現出強電流行波和弱電壓行波的特征。此外，考慮高壓電網上廣泛使用的電容式電壓互感器因截止頻率低、行波傳變不佳，高頻電壓行波的采集也需額外的手段考慮，而電流互感器則仍可正確傳變高達100kHz的電流行波信號。一些學者提出了基于電流行波極性的高壓輸電系統方向保護，然而判斷極性非常有賴于行波初始部分數據的檢測和變換，而這易受到數據采集可靠性和閾值問題的干擾。再則，混聯電網對保護超高速動作的需求與保護動作高可靠性要求之間的矛盾等均需要通過繼電保護動作性能的超高速和高可靠來協調，因此，還面臨故障暫態量提取與信息處理的方法問題，保護難以實現快速動作。綜上，針對高壓交直流混聯電網更為苛刻的繼電保護要求，交流線路快速可靠切除故障的方案亟待提出。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓交直流混聯系統交流線路暫態方向保護方法，針對當前高壓交直流混聯系統復雜的故障暫態過程，提出一種基于暫態量的快速、可靠、有選擇性且靈敏度高的全線速動的保護算法，為高壓交直流混聯系統交流線路提供繼電保護。

本發明所采用的技術方案是，一種高壓交直流混聯系統交流線路暫態方向保護方法，

具體包括如下步驟：

步驟1，通過混聯系統線路兩端的電流互感器分別檢測被保護交流線路兩端的電氣量信號；

步驟2，通過可編程處理器對步驟1檢測到的電氣量信號進行預處理，得到被保護交流線路兩端的電流突變量，當該電流突變量大于設置的閾值時，執行步驟3，反之，則執行步驟1；

步驟3，將保護系統的采樣切換到高數據采集頻率下，并根據數據窗的寬度提取相應的電壓和電流；

步驟4，對步驟3提取出的電壓和電流信號進行Karrenbauer相模變換得到線模量，進而計算電流前行波和反行波全量；