[發明專利]一種柔性直流電網故障檢測方法

在審

• 申請號: 202110631425.2
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113358973A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊鳴;司馬文霞;付崢爭;袁濤;孫魄韜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

1.一種柔性直流電網故障檢測方法，其特征在于，包括：

對直流電壓進行采樣，提取故障分量；

基于故障分量構成啟動判據判斷是否發生短路故障，當滿足啟動判據，則故障檢測啟動；其中，所述啟動判據為式一(1)：

式中，u_Rp、u_Rm、u_Rn分別為正極線、金屬回線、負極線限流電抗器線路側測得的電壓故障分量，U_Thre1為啟動判據閾值電壓；

采用式二(2)將時域量轉變為模域量，獲取故障電壓2模分量u_R2：

式中，u_R0，u_R1，u_R2為故障電壓模域量，其中，u_R0，u_R1為故障電壓0和1模分量；

建立故障線路識別判據；其中，故障線路識別判據包括低阻判據和高阻判據，其中低阻判據用于識別接地電阻較低的故障，而未能滿足低阻判據的高阻故障則采用高阻判據來識別，低阻判據包括：

式中，u_R代表u_Rp或u_Rm或u_Rn；Δ₁是基于電壓變化率輔助判據的閾值，其選取需要小于發生近區故障時對地故障電壓變化率，K_rel2為可靠性系數；

高阻判據包括：

R(u_ref,u_R2)＞R_thre＝K_rel1R(u_ref,u_{R2_ex}) (4)

式中，R(x,y)是利用皮爾遜相關系數計算的x和y之間的相似度；u_{R2_ex}是在發生區外故障時，故障檢測裝置測得的故障電壓2模分量；R_thre是故障線路識別閾值，K_rel1為可靠性系數設為，u_ref為當直流線路中點發生金屬性單極接地故障時，故障檢測裝置測得的故障電壓2模分量；

基于高阻判據和/或低阻判據判斷線路是否發生短路故障；

建立由0、1、2模故障電壓幅值構成的故障類型識別判據；其中，所述故障類型識別判據包括：

|k_u0|＜K_rel3|k_u1|＜K_rel3 (5)

式中，T_w為時間窗口，K_rel3是故障類型識別的閾值；

基于故障極識別判據判斷短路故障類型是雙極短路故障還是單極接地故障；

建立由0、1、2模故障電壓極性構成的故障極識別判據；其中，所述故障極識別判據包括：

k_u0＜0k_u1＜0 (6)

基于故障極識別判據判斷單極接地故障是負極接地故障還是正極接地故障。

2.根據權利要求1所述的柔性直流電網故障檢測方法，其特征在于，所述提取故障分量包括通過故障后電壓減去故障前電壓提取故障分量。

3.根據權利要求2所述的柔性直流電網故障檢測方法，其特征在于，所述啟動判據閾值電壓小于線路末端發生高阻故障時限流電抗器線路側對應的最小電壓變化量。

4.根據權利要求3所述的柔性直流電網故障檢測方法，其特征在于，所述區外故障包括遠端限流電抗器閥側發生的金屬性短路故障。

5.根據權利要求1-4任一所述的所述的柔性直流電網故障檢測方法，其特征在于，若故障線路識別閾值R_thre大于發生最嚴重區外故障時對地故障電壓變化率，則故障檢測裝置測得的故障電壓2模分量u_ref和發生區外故障時的故障電壓2模分量u_{R2_ex}的波形相似度。