[发明专利]一种高压交直流混联系统交流线路暂态方向保护方法

说明书

本发明公开了一种高压交直流混联系统交流线路暂态方向保护方法，具体包括如下步骤：通过混联系统线路两端的电流互感器分别检测被保护交流线路两端的电气量信号；对检测到的电气量信号进行预处理，得到被保护交流线路两端的电流突变量，将保护系统的采样切换到高数据采集频率下，并根据数据窗的宽度提取相应的电压和电流；计算电流前行波和反行波全量；计算小波系数；自适应剔除所得的小波系数的干扰值，并通过对小波系数的挤压处理获得同步挤压小波系数，该小波系数表征暂态电流波的能量，然后计算电流前行波和反行波的暂态能量比；比较能量比与整定值的大小区分区内外故障。本发明为高压交直流混联系统交流线路提供继电保护。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，涉及一种高压交直流混联系统交流线路暂态方向保护方法。

背景技术

资源紧张、环境污染等问题成为当下世界各国的棘手问题，绿色低碳也将成为能源生产与消费的主要转变方向，为此，世界各国纷纷制订了相应的发展目标和规划。超/特高压输电是解决清洁能源的大规模开发和远距离输送所必须依赖的媒介，电网的“全球互联”亦促使各国高压交直流混联系统蓬勃发展。到2020年，16回直流输电线路和世界上最高电压等级的柔性直流环网也将投入运行，电网交直流混联的深度将进一步增大。

保障大型交直流混联电网安全运行是各国重大且紧迫的需求。单个交流系统的简单故障或者单个换流站的异常过程均有可能引起换流站间同时换相失败、直流系统闭锁、交流线路过负荷跳闸等连锁故障的发生，交直流混联电网呈现出复杂的耦合特性。比如，2013年华东地区曾发生交流线路故障引发的四回直流同时换相失败，导致一回直流双极闭锁、附近六条交流通道大容量功率反转的连锁故障，严重冲击电网的安全稳定运行。因此，针对高压交直流混联系统交流线路继电保护提出新原理，快速准确地将故障切除以保证互联电网的安全可靠，显得尤为重要。

暂态量技术是系统故障后快速继电保护保护、故障选相、故障定位或故障测距的新手段。交直流混联系统中，近逆变站交流母线处安装有大容量无功补偿装置和交流滤波装置，交流系统故障时，近逆变侧表现出强电流行波和弱电压行波的特征。此外，考虑高压电网上广泛使用的电容式电压互感器因截止频率低、行波传变不佳，高频电压行波的采集也需额外的手段考虑，而电流互感器则仍可正确传变高达100kHz的电流行波信号。一些学者提出了基于电流行波极性的高压输电系统方向保护，然而判断极性非常有赖于行波初始部分数据的检测和变换，而这易受到数据采集可靠性和阈值问题的干扰。再则，混联电网对保护超高速动作的需求与保护动作高可靠性要求之间的矛盾等均需要通过继电保护动作性能的超高速和高可靠来协调，因此，还面临故障暂态量提取与信息处理的方法问题，保护难以实现快速动作。综上，针对高压交直流混联电网更为苛刻的继电保护要求，交流线路快速可靠切除故障的方案亟待提出。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压交直流混联系统交流线路暂态方向保护方法，针对当前高压交直流混联系统复杂的故障暂态过程，提出一种基于暂态量的快速、可靠、有选择性且灵敏度高的全线速动的保护算法，为高压交直流混联系统交流线路提供继电保护。

本发明所采用的技术方案是，一种高压交直流混联系统交流线路暂态方向保护方法，

具体包括如下步骤：

步骤1，通过混联系统线路两端的电流互感器分别检测被保护交流线路两端的电气量信号；

步骤2，通过可编程处理器对步骤1检测到的电气量信号进行预处理，得到被保护交流线路两端的电流突变量，当该电流突变量大于设置的阈值时，执行步骤3，反之，则执行步骤1；

步骤3，将保护系统的采样切换到高数据采集频率下，并根据数据窗的宽度提取相应的电压和电流；

步骤4，对步骤3提取出的电压和电流信号进行Karrenbauer相模变换得到线模量，进而计算电流前行波和反行波全量；