[發明專利]一種基于容性模糊識別的MMC-HVDC輸電線路單極接地故障分析方法

在審

• 申請號: 202010434150.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111722054A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 安娜;束洪春;郭瑜;代月
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 沈艷尼

本發明涉及一種基于容性模糊識別的MMC?HVDC輸電線路單極接地故障分析方法，屬于電力系統繼電保護技術領域。當直流輸電線路發生故障時，首先收集線路兩端的正、負極電壓和電流，計算容性模糊比值K_j(j＝R或j＝I)，利用容性模糊比值的較小值是否為負值來進行單極接地故障的判斷，如果判斷結果為單極接地故障，再利用容性模糊比值的絕對值與1比較來確定是正極接地故障還是負極接地故障。本發明能識別單極接地故障，并能夠判斷出故障極，可為將來智能電網的大數據庫提供支撐。

技術領域

本發明涉及一種基于容性模糊識別的MMC-HVDC輸電線路單極接地故障分析方法，屬于電力系統繼電保護技術領域。

背景技術

高壓直流輸電由于其技術和經濟上的獨特優勢，在遠距離大容量輸電和大區聯網中得到廣泛應用。高壓直流輸電系統能夠在全世界迅速發展，除了其具有遠距離大容量輸電的優點外，還因其能夠實現兩大電力系統的非同期聯網運行和不同頻率的電力系統的聯網，即高壓直流輸電系統能異步互聯?；贛MC(模塊化多電平換流器modular multilevelconverter)的柔性直流輸電技術相比于傳統直流具有諸多優點，例如沒有無功補償問題、沒有換相失敗問題、可以為無源系統供電等諸多優點，成為現今的研究熱點。對于直流輸電線路，發生單極接地故障的概率較大。而對于偽雙極直流輸電系統，發生單極接地故障時，故障電流較小，快速識別故障的難度較高。暫態過后，故障極電壓降低至零，非故障極電壓幅值上升一倍。這就對直流輸電線路的絕緣有較高水平的要求。因此能夠快速識別單極接地故障有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種基于容性模糊識別的MMC-HVDC輸電線路單極接地故障分析方法，能有效識別單極接地故障，并能判斷出故障極。為未來智能電網的大數據庫提供支撐。

本發明的技術方案是：一種基于容性模糊識別的MMC-HVDC輸電線路單極接地故障分析方法，當高壓直流輸電線路發生故障時，首先收集線路兩端的正、負極電壓和電流，計算容性模糊比值K_j，j＝R或j＝I，利用容性模糊比值K_j的較小值是否為負值來進行單極接地故障的判斷，如果判斷結果為單極接地故障，再利用容性模糊比值的絕對值與1進行比較，判斷是正極接地故障還是負極接地故障。

具體步驟為：

Step1：當MMC-HVDC輸電線路故障后，根據輸電線路保護安裝處的量測裝置采集得到正極電壓u_Rp和u_Ip、負極電壓u_Rn和u_In，以及其對應的電流i_Rp、i_Ip、i_Rn、i_In，并利用相關系數的離散表達式來求得電壓變化率與對應電流的相關系數：

式中，x，y為兩個不同的變量，其中x＝{x₁,x₂,...,x_n}，y＝{y₁,y₂,...,y_n}，n為采樣點數。

ρ_jm＝ρ(du_jm/dt,i_jm) (2)

式中，j＝R或I，m＝p或n，R表示整流側，I表示逆變側，p表示正極線路，n表示負極線路，du_jm/dt表示電壓變化率。

Step2：計算正極線路相關系數與負極線路相關系數的比值K_j，j＝R或j＝I，并定義這個比值為容性模糊比值，表示為：