[發(fā)明專利]一種基于Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910654426.1
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110568308B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;龍立阿;田鑫萃;王璇;袁小兵
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: 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Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法，屬于輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。首先讀取位于輸電線路M端和N端的高速采集裝置測得的電壓和電流數(shù)據(jù)；其次基于Bergeron線路模型由M端電壓、電流推算出N端電流；用推算出的N端電流和實測的N端電流在故障后半線長時窗內(nèi)，求電流積分值的差值，若其差值小于或等于設(shè)定的閾值則為區(qū)外故障，若其差值大于閾值，則初判為區(qū)內(nèi)故障；再用計算得到的線路中點處以及線長3/4處的數(shù)值，進(jìn)一步確定是否為區(qū)內(nèi)故障。本發(fā)明避免了分布電容電流帶來的不良影響，適用于特高壓直流輸電線路。仿真驗證結(jié)果表明，該方法正確有效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法，屬于輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國電力能源與負(fù)荷中心分布呈現(xiàn)極不均勻態(tài)勢，表現(xiàn)為能源資源主要集中于西部地區(qū)，而用電負(fù)荷中心大多位于東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。相對于交流輸電而言，直流輸電不受同步運行穩(wěn)定性問題的制約，能夠保證兩端交流電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，適宜于遠(yuǎn)距離大功率輸電，可連接兩個不同頻率的系統(tǒng)，實現(xiàn)非同期聯(lián)網(wǎng)。直流輸電線路的保護(hù)和故障定位是直流輸電工程的重要組成部分。

據(jù)統(tǒng)輸電線路故障占直流輸電系統(tǒng)故障比例超過50％，直流輸電線路故障直接威脅了直流輸電系統(tǒng)的安全，同時也影響與其連接的交流電網(wǎng)的可靠運行。快速響應(yīng)、可靠靈敏的直流線路保護(hù)是特高壓直流輸電乃至電力系統(tǒng)安全運行的重要保障。本發(fā)明提出一種基于Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法，為輸電線路的保護(hù)快速、有選擇性的動作提供依據(jù)。

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Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法，用以解決上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于Bergeron線路模型的特高壓直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障識別方法，首先讀取位于輸電線路M端和N端的高速采集裝置測得的電壓和電流數(shù)據(jù)；其次基于Bergeron線路模型由M端電壓、電流推算出N端電流；用推算出的N端電流和實測的N端電流在故障初瞬短時窗內(nèi)，求電流積分值的差值，若其差值小于或等于設(shè)定的閾值則為區(qū)外故障，若其差值大于閾值，則初判為區(qū)內(nèi)故障；再用計算得到的線路中點處以及線長3/4處的數(shù)值，進(jìn)一步確定是否為區(qū)內(nèi)故障。

具體步驟：

Step1：讀取故障時直流輸電線路M端和N端的電流、電壓行波數(shù)據(jù)；

Step2：基于Bergeron線路模型，根據(jù)式(1)由M端獲取的數(shù)據(jù)推算出N端電流；

通過式(1)、(2)可分別由M端數(shù)據(jù)和N端數(shù)據(jù)推算出沿線電流分布，式中：I_{M f,s}(x,t)和I_{N f,s}(x,t)表示由M端數(shù)據(jù)和N端數(shù)據(jù)推算出的距離M端x處t時刻的電流值，x表示距離M端的距離，t表示任意時刻，Z_c,s表示輸電線路的波阻抗，r_s表示單位長度上的線路電阻，v_s表示行波波速，l表示輸電線路總長度；

和表示時刻M端檢測到的電壓和電流；

u_M,s(t)和i_M,s(t)分別表示t時刻M端檢測到的電壓和電流；

和表示時刻M端檢測到的電壓和電流；

和表示時刻N(yùn)端檢測到的電壓和電流；

u_N,s(t)和i_N,s(t)分別表示t時刻N(yùn)端檢測到的電壓和電流；

和表示時刻N(yùn)端檢測到的電壓和電流；