[发明专利]一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法。

背景技术

直流输电技术起源于20世纪60年代，由于换流设备的发展，近年来高压直流输电技术 在世界范围内得到了迅速发展。高压直流输电具有功率传输稳定、输电容量大、传输效率高、 可实现远距离输电等优点，已成为大能源基地电力外送、异步电网互联的重要方式，也是我 国发展清洁能源、治理雾霾的重要手段。由于直流输电系统的继电保护水平对电力系统运行 的稳定性以及安全性影响重大，因此研究直流输电系统的快速保护技术具有重要的理论意义 和实际应用价值。

目前运行中的直流输电线路继电保护技术主要由ABB或SIEMENS提供。主保护配置行 波保护，利用线路上的故障行波所含的暂态特征来进行故障的识别，其动作速度较快，但存 在的问题主要是可靠性和灵敏性易受过渡电阻和干扰的影响；后备保护配置电流纵联差动保 护，利用线路两端电流量的简单加和构造保护判据，理论上具有绝对的选择性，但故障初期 电流波动较大，需要一定的延时才能投入，速动性较差，且需要两端的数据同步，对通信通 道的要求较高。因此，亟需研究速动性强、可靠性高、不受故障条件影响的高压直流输电线 路保护。针对目前保护装置存在的问题，众多学者对高压直流输电线路单端量保护和双端量 保护进行了大量研究，提出了许多有益的方法。

《利用电流突变特性的高压直流输电线路纵联保护新原理》提出了一种基于电流突变特 性的纵联保护原理，对于直流线路区内外故障时线路两端电流突变方向的差异，构造电流突 变的识别判据，从而有效识别区内外故障。虽然不需要两端数据同步，但高阻故障和雷电干 扰影响到门槛值的整定。

《特高压直流输电线路暂态能量保护》提出了一种特高压直流输电线路暂态能量保护新 原理，根据各种暂态过程中线路两端低频能量差值的故障特征，准确识别区内故障以及故障 极，方法简单，可靠，但需要线路两端的数据严格同步。

《AnovelpilotdirectionalprotectionschemeforHVDCtransmissionlinebasedon specificfrequencycurrent》提出一种在特定频率下的纵联电流差动保护方法，该方法能准确 识别区内、外故障以及故障极，但同样需要线路两端的数据同步。

《±800kV特高压直流输电线路单端电气量暂态保护》提出了一种利用区内、外故障时保 护安装处测得的暂态电压小波能量的显著差异来构造直流输电线路区内、外故障判据的方法， 该方法无需线路两端的通信，具有绝对选择性，但启动判据由小波变换模极大值来构造，易 受故障条件的影响，且小波变换尺度固定，时间窗长达10ms，对保护装置的快速动作不利。

《Anovelwhole-linequick-actionprotectionprincipleforHVDCtransmissionlinesusing one-endvoltage》和《Anewwhole-linequick-actionprotectionprincipleforHVDC transmissionlinesusingone-endcurrent》分别通过判断特定频带下单端电压或单端电流的积 分值是否超过设定门槛来判别区内、外故障，其动作速度快，但发生长线路的远端故障时， 保护的灵敏性可能无法满足要求。

《高压直流线路单端暂态量保护研究》通过分析边界元件的幅频特性，提出边界元件的 原理和算法，可快速识别区内外故障，但利用傅式算法仅提取三个谱线能量的平均能量和作 为保护判据，鲁棒性略差。

由此可见，现有关于高压直流输电线路保护的研究，并没有完全动作速度快、不受过渡 电阻以及雷电干扰等因素的影响且灵敏度高的方法。

发明内容