[發明專利]基于電流衰減比的高壓直流輸電線路雷擊干擾識別方法

在審

• 申請號: 202110029073.3
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112865031A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 倪傳坤;戴國安;李傳西;李卓凡;付艷;葉冬萌;謝凡;郝治國
• 申請（專利權）人: 許昌許繼軟件技術有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種基于電流衰減比的高壓直流輸電線路雷擊干擾識別方法，首先，對一定長度數據窗T(通常為0.8?1ms)內整流側正負極電流信號故障分量進行相模變換，得到線模電流故障分量；其次，依次求取線模電流故障分量絕對值最大值、線模電流故障分量絕對值積分、線模電流故障分量名義平均值；最后，計算線模電流故障分量衰減比，并將其與閾值比較，判定雷擊干擾或故障。本發明可以準確識別雷擊干擾，提高直流線路超高速暫態量保護的可靠性。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，涉及高壓直流輸電線路的繼電保護領域，具體涉及一種基于電流衰減比的高壓直流輸電線路雷擊干擾識別方法。

背景技術

隨著化石能源的日漸衰竭和全球氣候環境問題的突出，清潔能源逐漸在全球能源結構中發揮起重要作用。作為有效解決清潔能源輸送問題的方法，高壓直流輸電除了線路成本低、結構簡單、輸送容量大、損耗小、輸送距離較長等優勢，在電能的遠距離傳輸、電力系統非同步聯網、分布式資源并網、城市電纜供電等方面也有著廣泛應用。基于暫態量的保護原理僅需單端故障信息，常作為線路的主保護，但雷擊線路時注入的高頻信號容易對基于暫態量的保護造成影響。對于直流輸電線路保護來說，需要快速可靠的抗雷擊干擾技術，將雷擊導致故障的情形歸類于線路故障、觸發保護動作，而對雷擊干擾未導致故障的情形加以甄別、不觸發保護動作。

目前，針對雷擊干擾識別問題的現有成果從時域上的數值和波形特征、頻域上的能量分布特征以及人工智能方法等角度進行研究。其中，時域上波形特征的提取需要基于長時間窗，難以與超高速暫態量保護相配合。頻域上通常采用小波變換、HHT等方法，能夠有效提取干擾及故障頻譜能量分布差異，但前者小波基的選取、參數的確定具有較強的經驗性，后者具有難以避免的模態混疊現象。人工智能方法避免了復雜的數學運算，通過對訓練集的離線學習就可以達到區分干擾和故障的目的，但可以用作訓練集的實際算例較少，需要基于大量的仿真結果，其分類標準可能在實際的電力系統中并不適用。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種基于電流衰減比的高壓直流輸電線路雷擊干擾識別方法，能夠快速可靠的雷擊干擾識別，且對故障和干擾的類型、雷電流參數、折反射行波等因素的影響有較強的適應性，實現在較短數據窗內快速識別雷擊干擾。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于電流衰減比的高壓直流輸電線路雷擊干擾識別方法，基于短數據窗，對不同類型的故障、干擾適應性好，不受過渡電阻和雷電流參數影響，包括以下步驟：

步驟1：雷擊干擾識別系統以預設采樣頻率采集整流側正、負極電流信號，對電流信號進行相模變換，自動記錄保護啟動后預設長度數據窗T(通常為0.6-1ms)內的線模電流故障分量ΔI；

步驟2：求取數據窗內線模電流故障分量絕對值最大值，記為ΔI_max；

步驟3：根據式(1)求取數據窗內線模電流故障分量絕對值積分，記為S_I：

其中i＝1,2,3,…,n表示數據窗內各采樣點，|ΔI(i)|為采樣點i時刻對應的線模電流故障分量絕對值，T為數據窗長度，Δt為采樣點時間間隔；

步驟4：根據式(2)求取數據窗內線模電流故障分量名義平均值ΔI_avg：

步驟5：根據式(3)計算線模電流故障分量衰減比K_att：

步驟6：判斷比值K_att是否超過閾值K_{att_set}，若超過，則判定為雷擊干擾，保護復歸；若未超過，則判定為雷擊故障或普通短路故障，算法結束，保護正常出口。