[發(fā)明專利]一種基于模量相關(guān)性的MMC直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010782764.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN112039034B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束洪春;朱亮;安娜;范俊;薄志謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;G01R31/08;H02J3/36
• 代理公司: 昆明明潤(rùn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

本發(fā)明涉及一種基于模量相關(guān)性的MMC直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)MMC直流輸電線路發(fā)生故障時(shí)，首先收集線路兩端的正、負(fù)極電壓、電流，根據(jù)相模變換得到線模電壓、電流，從而計(jì)算線路兩端的線模電壓、電流的相關(guān)系數(shù)，然后利用相關(guān)系數(shù)進(jìn)行區(qū)內(nèi)外故障識(shí)別，若判斷結(jié)果為一端為正，另一端為負(fù)，則為區(qū)外故障，若雙端都為負(fù)，則為區(qū)內(nèi)故障。本發(fā)明有很強(qiáng)的耐受過渡電阻能力，數(shù)據(jù)窗僅3ms，速動(dòng)性好，有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于模量相關(guān)性的MMC直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基于MMC的柔性直流輸電技術(shù)相比于傳統(tǒng)直流具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如沒有無功補(bǔ)償問題、沒有換相失敗問題、可以為無源系統(tǒng)供電等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)。目前，對(duì)于MMC 直流輸電線路保護(hù)的研究還較少。由于MMC基本單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和子模塊的工作原理相較于傳統(tǒng)直流有很大的不同，直流輸電線路保護(hù)方法可以參照傳統(tǒng)直流輸電線路保護(hù)的方法，但不一定所有適用于傳統(tǒng)直流輸電線路保護(hù)的方法都適用于MMC直流輸電線路。并且現(xiàn)有直流輸電線路保護(hù)的方法也有很多不足，比如說對(duì)高阻接地故障就不能有效識(shí)別，而且有效識(shí)別高阻接地故障一直以來就是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域的難題。

本發(fā)明提出一種基于模量相關(guān)性的MMC直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方案，能有效識(shí)別區(qū)內(nèi)、外高阻接地故障，利用線模電壓和電流相關(guān)系可以識(shí)別出區(qū)內(nèi)、外故障，再通過線模、零模電壓的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行故障選極。就能有效識(shí)別線路內(nèi)部故障和外部故障，速動(dòng)性好，有較強(qiáng)應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是一種基于模量相關(guān)性的MMC直流輸電線路故障識(shí)別方法，用以解決上述高阻接地故障問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于模量相關(guān)性的MMC(模塊化多電平換流器 modularmultilevel converter)直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方法，當(dāng)MMC直流輸電線路發(fā)生故障時(shí)，首先收集線路兩端的正、負(fù)極電壓和電流，根據(jù)相模變換得到線模電壓和線模電流，從而計(jì)算線路兩端的線模電壓和線模電流的相關(guān)系數(shù)，然后利用相關(guān)系數(shù)進(jìn)行區(qū)內(nèi)外故障識(shí)別，若判斷結(jié)果為一端為正，另一端為負(fù)，則為區(qū)外故障，若雙端都為負(fù)，則為區(qū)內(nèi)故障。

具體步驟為：

Step1：當(dāng)MMC直流輸電線路發(fā)生故障時(shí)，通過線路雙端保護(hù)安裝處量測(cè)點(diǎn)測(cè)得的正、負(fù)極電壓U和正、負(fù)極電流I(為滿足速動(dòng)性要求，選取采樣窗口為3ms)，根據(jù)相模變換得到線模電壓和線模電流：

式(1)中，U(x,s)為線路兩端的正、負(fù)極電壓，I(x,s)為線路兩端的正、負(fù)極電流，T為相模變換矩陣，變換后可以得到線模電壓線模電流

Step2：求取雙端的線模電壓和線模電流的相關(guān)系數(shù)R_ui：

式中，u_1i表示線模電壓的第i個(gè)值，表示所采樣的線模電壓的平均值，m表示信號(hào)的長(zhǎng)度，i_1i表示線模電流的第i個(gè)值，表示所采樣的線模電流的平均值。

Step3：根據(jù)大量仿真結(jié)果設(shè)相關(guān)系數(shù)的門檻值R_set＝±0.3，并進(jìn)行判定：

若R_ui＞0.3，則判定為本側(cè)發(fā)生區(qū)外故障。

若-0.3＜R_ui＜0.3，則判定線路出現(xiàn)干擾，并非故障，線路保護(hù)不動(dòng)作。

Step4：若R_ui＜-0.3時(shí)，則判定線路內(nèi)部發(fā)生故障，再求取雙端線模電壓、零模電壓的相關(guān)系數(shù)R_u10：