[发明专利]一种基于U-I特性的特高压直流输电线路保护方法

说明书

一种基于U‑I特性的特高压直流输电线路保护方法。该方法通过建立直流电压和直流电流的U‑I平面，利用直流输电线路区外故障与区内故障状态下，U‑I动态轨迹历经不同区域的特征，分别在整流侧和逆变侧两端构建保护判据，并基于两侧判断信息的交互判断形成保护新原理。当线路发生区外故障时，整流侧和逆变侧U‑I动态轨迹具有一致性特征，而当线路发生区内故障时，两侧U‑I动态轨迹不一致性，整流侧历经IV‑III区域，逆变侧仅历经III区域。基于上述差异性，分别构建不同侧的保护判据。该保护方法原理简洁，易于整定，灵敏性高，能够快速识别区内和区外故障；同时该方法仅通信状态量，应用在工程上容易实现。

技术领域

本发明涉及一种针对特高压直流输电线路的继电保护方法，具体是一种基于U-I特性的特高压直流输电线路保护方法。

背景技术

直流输电具有线路造价低、线路走廊窄、输送容量大、线路有功损耗小、功率调节容易、电网互联方便等诸多优点得到快速的发展和工程应用，然而运行数据显示，目前特高压直流输电工程继电保护的动作正确率偏低，特别是故障率最高的直流线路的保护表现得更为明显(宋国兵,高淑萍,蔡新雷,张健康,饶菁,索南加乐.高压直流输电线路继电保护技术综述[J].电力系统自动化,2012,36(22):123-129.)。当前工程中，特高压直流输电线路主要配备行波保护和微分欠压保护作为主保护，动作速度快，选择性好。但作为具有较高灵敏度的后备保护——纵联差动保护，其正确动作率和工程实现难度均是当前研究的热点。特高压直流线路的纵联差动保护由于受到线路分布电容的影响，需要等暂态过程结束后保护判据才成立，动作时间稍长，且灵敏度不高。

为解决上述问题，出现了一些创新性的成果(郭亮,熊华强,王冠南,桂小智,潘本仁.一种长距离特高压直流输电线路的差动保护方法:中国发明专利,201510255701.4[P].2018-01-09.)，取得了一定的效果，但对于基于电流差动保护判据的改进，避免不了需要两侧高同步的保护信息量。

提高特高压直流输电线路继电保护的可靠性、速动性以及耐过渡电阻能力，降低对于严格同步性的要求，对特高压直流输电系统的稳定可靠运行有着重要的意义。因此，针对特高压直流输电线路亟待提出新的保护方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于U-I特性的特高压直流输电线路保护方法，通过对故障时线路两端的电压和电流在U-I平面的移动轨迹进行分析发现，系统区外故障与区内故障状态下，U-I动态轨迹历经不同区域，由此分别在整流侧和逆变侧两端构建保护判据。保护量选取电压和电流的测量值中频段为[0，100]Hz的分量，避免了直流侧的特征谐波和雷击干扰的影响。

本发明采取的技术方案为：

一种基于U-I特性的特高压直流输电线路保护方法，包括以下步骤：

步骤1：通过特高压直流线路两端的电压互感器和电流互感器测量线路的电压、电流。