[發(fā)明專利]利用MMC型換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811427430.6
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109473956B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋國兵;陶然;王婷;張晨浩;韓偉;李程昊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種利用MMC型換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法，MMC型換流器子模塊投切產(chǎn)生一種特征頻率，利用該頻率分量對故障的響應(yīng)特征，構(gòu)造一種利用換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法，該保護原理判據(jù)利用保護安裝處測得的電流提取該特征頻率(頻帶)分量，通過一段數(shù)據(jù)絕對值的積分得到，在兩端系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)基于單端量的全線速動，在多端系統(tǒng)中，輔以方向元件排除反向故障，正向故障采用欠范圍整定約束。大量仿真計算表明，本發(fā)明提出的柔性直流線路保護原理，能夠可靠判別區(qū)內(nèi)外故障，為MMC型柔性直流線路保護動作提供有效支持。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種利用MMC型換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法，能夠可靠判別MMC型柔性直流線路區(qū)內(nèi)外故障，為保護動作可靠性提供有效支持。

【背景技術(shù)】

伴隨電力電子器件的高速發(fā)展，直流輸電技術(shù)不斷革新。基于電壓源型換流器和模塊化多電平換流器的柔性直流輸電系統(tǒng)采用全控型器件絕緣柵雙極型晶閘管，增加了控制維度，以其可向弱源(無源)負荷供電、電壓極性不受潮流變化影響、有功無功控制靈活等優(yōu)勢得以廣泛應(yīng)用。針對柔性直流系統(tǒng)，由于換流器件過流能力低、承受故障沖擊能力差，表現(xiàn)出脆弱性。故障發(fā)生時，換流器的高可控性與脆弱性導致?lián)Q流閥快速閉鎖，短路電流受限，導致常規(guī)保護靈敏度不足。因此，研究適用于柔性直流線路保護方法具有重要意義。

目前針對柔性直流線路繼電保護新原理的研究主要集中于VSC型柔性直流線路，對MMC型柔性直流線路的保護研究相對較少。根據(jù)是否基于通信可以分為單端量保護和雙端量保護，利用單端量的柔性直流線路保護多致力于實現(xiàn)高速、可靠的主保護目標，其保護原理主要依賴于直流線路邊界特征實現(xiàn)故障識別。但是現(xiàn)有保護原理判據(jù)整定過分依賴于仿真，在工程實踐中工作量大，可靠性有待檢驗。同時，針對MMC型柔性直流線路的保護研究有待探討。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種利用MMC型換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法；

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

利用MMC型換流器特征頻率的柔性直流線路單端量保護方法，包括以下步驟：

步驟1：故障判別元件啟動，采集數(shù)據(jù)窗t_W1的電流數(shù)據(jù)，計算故障電流的特征頻率分量幅值I_C，若不滿足式I_C＞I_set1，則判定為區(qū)外故障；若滿足式I_C＞I_set1，則需進如下一步判別；其中，I_set1按照躲過對側(cè)換流器出口金屬性故障電流特征頻率分量幅值進行欠范圍的整定；

步驟2：方向元件啟動，采集數(shù)據(jù)窗t_W2內(nèi)電流、電壓數(shù)據(jù)，計算電流、電壓故障分量，計算電流、電壓故障分量的高頻分量，計算高頻暫態(tài)能量ΔW_h；

步驟3：若滿足式ΔW_h＜k，則判為方向元件前方故障；若滿足式ΔW_h＞k，則判為方向元件后方故障；其中，k按照k＝0整定。

本發(fā)明進一步的改進在于：

步驟1中，提取數(shù)據(jù)窗t_W1的電流數(shù)據(jù)的特征頻帶f_C分量，求電流數(shù)據(jù)特征頻率分量幅值I_C，若滿足：

I_C＞I_set1 (1)

同時，所述方向元件判為前方故障，則判定為區(qū)內(nèi)故障。

步驟1中，數(shù)據(jù)窗t_W1的選取應(yīng)滿足以下條件：

網(wǎng)架與故障過渡電阻對暫態(tài)量的影響；