[發明專利]直流電網數字孿生縱聯保護方法

有效

• 申請號: 202110454452.7
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113131450B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李猛;和敬涵;聶銘;王小君;許寅;張大海;羅國敏
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 姜威

1.一種直流電網數字孿生縱聯保護方法，其特征在于，包括：

建立直流輸電線路時域內的數字孿生模型，包括：在頻域內分析得到校驗線路兩端的前行波、反行波、端電壓和端電流之間的關系；根據所述的直流輸電線路兩端的前行波、反行波、端電壓和端電流之間的關系，得到模域內直流線路依頻模型；根據所述模域內直流線路依頻模型，利用遞歸卷積定理得到時域內的數字孿生模型；

根據所述數字孿生模型以及直流輸電線路的測量量與狀態量，建立系統測量方程；

根據所述系統測量方程，采用狀態估計方法，得到最佳估計的狀態量；

根據所述最佳估計的狀態量，判別是否采取保護動作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在頻域內分析得到校驗線路兩端的前行波、反行波、端電壓和端電流之間的關系如下式(1)所示：

其中，n＝k或m為線路兩端名稱；F_n(ω)為線路前行波，B_n(ω)為線路反行波；V_n(ω)為線路端電壓，I_n(ω)為線路端電流；Z_c(ω)為線路特征阻抗；R(ω)、L(ω)、G(ω)、C(ω)分別是線路單位長度的電阻、電感、電導、電容，均為頻變參數；j為虛數符號，ω為電流角頻率。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的數字孿生模型如下式(2)所示：

其中，τ為最快行波在全長輸電線上的傳播時間，t為采樣時刻值，△t為采樣間隔，E_k(t)為k端線路的受控電壓源，E_m(t)為m端線路的受控電壓源，v_k(t)為k端線路的電壓測量值，v_m(t)為m端線路的電壓測量值，i_k(t)為k端線路的電流測量值，i_m(t)為m端線路的電流測量值，m₁、c₁、q₁、m₂、c₂、q₂是由遞歸卷積定理求得的系數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的系統測量方程如下式(3)所示：

z_k＝h(x_k)+v_k＝Y_kx_k+C_k+v_k (3)

式中，k為線路兩端名稱；z_k為包含真實測量值與虛擬測量值，即為k側線路包含測量誤差的測量列向量，h(x_k)為k側線路不包含測量誤差的測量列向量，x_k為k側線路的狀態列向量；Y_k為k側線路的關系矩陣；C_k為k側線路的測量量與狀態量的歷史值矩陣，v_k表示測量誤差列向量。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根據所述系統測量方程，采用狀態估計方法，得到最佳估計的狀態量，包括：根據下式(4)得到最佳估計的狀態量：

其中，MinJ(x)為殘差歸一化平方和最小值；W為權重矩陣，反應每個測量量的噪聲水平；權重矩陣W為對角陣，對角元素為相應測量量的標準偏差平方值的倒數；σ為標準差；r_i為第i個殘差，表示實際測量量與估計測量量之差；r為殘差矩陣；z為線路包含測量誤差的測量列向量，h(x)為線路不包含測量誤差的測量列向量。