[發(fā)明專利]一種基于二維判斷平面的新型混合補償線路暫態(tài)量方向保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910553685.5
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110380389B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;花斌;田鑫萃;袁小兵
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于二維判斷平面的新型混合補償線路暫態(tài)量方向保護方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。首先，建立樣本數(shù)據(jù)庫，沿線路PQ全長設(shè)置不同故障距離下故障初相角為正和為負(fù)的金屬性單相接地故障，獲取量測端含故障相的線模故障電流數(shù)據(jù)；其次，對含故障相的線模電流到達量測端之前的2個采樣點，到達量測端之后的18個采樣點進行主成分分解(PCA)，以第一主成分PC₁和第二主成分PC₂形成以“線路PM段故障”、“線路MN段UPFC左側(cè)故障”、“線路MN段UPFC右側(cè)故障”為3個聚類簇的二維判斷平面；然后，估算測試樣本的故障初相角；最后利用測試樣本在二維判斷平面的投影值與3個聚類簇的聚類中心的歐氏距離的最小值構(gòu)造方向保護判據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于二維判斷平面的新型混合補償線路暫態(tài)量方向保護方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，電力需求量急劇增長，此外，我國的一次能源分布很不均勻，煤炭和水資源大多分布在西北和西南地區(qū)，而電力負(fù)荷中心大多集中在沿海地區(qū)，因此提高電力系統(tǒng)的輸送容量具有十分重要的意義。以統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)為代表的柔性交流輸電裝置(FACTS)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。UPFC強大的功能雖為電力系統(tǒng)運行帶來了極大好處，但也增加了工程造價，因此提出一種含UPFC和固定串補C混合補償?shù)男滦突旌涎a償線路運行方式。同時，UPFC的接入，使得電網(wǎng)故障過程中的暫態(tài)過程變得更加復(fù)雜，給電力系統(tǒng)繼電保護提出了新的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于二維判斷平面的新型混合補償線路暫態(tài)量方向保護方法，用以解決上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于二維判斷平面的新型混合補償線路暫態(tài)量方向保護方法，首先，建立樣本數(shù)據(jù)庫，沿各段線路全長設(shè)置不同故障距離下故障初相角為正和為負(fù)的金屬性單相接地故障，獲取量測端含故障相的線模故障電流數(shù)據(jù)；其次，對含故障相的線模電流到達量測端之前的2個采樣點，到達量測端之后的18個采樣點進行主成分分析，得到以第一主成分PC₁和第二主成分PC₂形成的以“線路PM段故障”、“線路MN段UPFC左側(cè)故障”、“線路MN段UPFC右側(cè)故障”為3個聚類簇的二維判斷平面；然后，估算測試樣本的故障初相角；最后利用測試樣本在二維判斷平面的投影值與3個聚類簇的聚類中心的歐氏距離的最小值構(gòu)造方向保護判據(jù)，其中，UPFC為統(tǒng)一潮流控制器；

具體步驟為：

Step1：建立歷史樣本故障數(shù)據(jù)，沿各段線路全長每隔5千米設(shè)置故障，過渡電阻設(shè)為0Ω，故障初相角分別為90°，-90°，不考慮母線故障和新型混合補償裝置安裝處故障；量測端M獲得含故障相的線模故障電流m個歷史樣本數(shù)據(jù)，m為歷史樣本的數(shù)目；每條歷史樣本選取故障電流到達量測端之前的2個采樣點，故障電流到達量測端之后的18個采樣點，利用歷史樣本構(gòu)成m×20的矩陣并進行PCA分解，得到以第一主成分PC₁和第二主成分PC₂形成的以“線路PM段故障”、“線路MN段UPFC左側(cè)故障”、“線路MN段UPFC右側(cè)故障”為3個聚類簇的二維判斷平面；

Step2：測試數(shù)據(jù)的估算故障初相角：

設(shè)故障發(fā)生時刻為t₀，故障前的瞬間，故障點電壓為經(jīng)過τ秒傳播至量測端M，此時，t＝t₀+τ對應(yīng)于量測端的電壓為故障點電壓為將F點與M端之間的線路視為二端口網(wǎng)絡(luò)，輸電線路的參數(shù)為：A＝D＝coshγx，B＝Z_csinhγx，則故障點電壓為：

其中，為量測端電流；

則故障初相角為：

θ₀＝θ₁-ωτ (3)