[发明专利]识别混合双端直流输电线路区内、外故障的纵联保护方法

说明书

本发明公开了一种识别混合双端直流输电线路区内、外故障的纵联保护方法，包括：在换流站中，从本极直流输电线路侧的电流传感器中获得电流量信号；根据本极电流计算电流故障分量；计算所选故障数据窗长度的电流故障分量的和，大于起动门槛值时起动保护；当电流故障分量与参考方向相同时其相位为0°；相反时其相位为‑180°。直流线路上发生故障时，两侧换流站的电流故障分量的相位相同；区外发生故障时，两侧换流站的电流故障分量相位相反。根据整流侧和逆变侧两端电流故障分量的相位是否相同，可以进行混合双端直流输电线路区内故障、区外故障的判别。本发明方法对保护装置的采样频率要求低、易于实现，具有对可靠性高、耐过渡电阻强的特点。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体来说，是一种利用两端换流站电流故障分量的相位识别高压直流输电线路区内、外故障的全线速动保护方法。

背景技术

随着科技的发展，传统高压直流输电(Line Commutated Converter HighVoltage Direct Current，LCC-HVDC)的技术已经成熟。LCC-HVDC广泛应用于远距离输电，西电东送等。但是，传统高压直流输电系统容易发生换相失败，需要消耗大量的无功。在1990年后，由于电力电子器件的进步，以全控型器件为基础的电压源换流器的高压直流输电系统(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)，又称为柔性直流输电系统，得到了快速的发展，VSC-HVDC的拓扑结构分为：两电平直流输电系统，三电平直流输电系统，模块化多电平直流输电系统(Modular Multilevel ConverterBased High Voltage Direct Current，MMC-HVDC)。柔性直流输电系统具有可以独立地控制有功和无功、便于进行潮流反转、不存在换相失败问题等优势。

为了充分发挥传统直流输电及柔性直流输电的优势，混合直流输电已经成为研究的热点。混合直流输电有混合双端直流输电系统，混合双极直流输电系统，混合多馈入直流输电系统及混合多端直流输电系统。本发明针对由LCC-HVDC和MMC-HVDC所构成的混合双端直流系统的线路保护开展的研究。

混合直流输电线路一般作为大区域联网的联络线，它的安全性和可靠性不仅关系到本系统的稳定性，而且将直接影响与其连接的区域电网甚至整个电网的稳定运行。因为直流输电线路长，所处的环境又非常复杂和恶劣，发生故障的概率高，所以，开展直流输电线路继电保护新原理的研究，对保证直流输电系统的安全性与可靠性具有重要意义。

目前，针对传统高压直流输电已经有很成熟的保护方法，比如以行波保护作为主保护，微分欠压保护和电流差动保护作为后备保护。行波对采样频率要求很高，为了躲过雷击干扰，不得不降低保护的灵敏度，而且不能够识别高阻故障。柔性直流输电系统的保护主要根据其拓扑结构的不同，如线路两侧直流大电容等，在传统高压直流输电的基础上提出了新的保护原理。

混合直流输电系统是由传统高压直流输电系统和柔性直流输电系统组成的新型直流输电系统，其拓扑结构与传统高压直流输电系统和柔性直流输电系统均有所不同。因为拓扑结构的差异，直流输电系统的线路发生故障时的故障特性可能会不同于传统高压直流输电系统和柔性直流输电系统，需要混合直流输电系统直流线路发生故障时的故障特性及仿真验证，为将来混合直流输电系统的安全稳定运行提供保障。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种灵敏度高、选择性好、动作速度快、可靠性高的混合双端直流输电线路区内、外故障的纵联保护方法，从而为直流输电线路的可靠运行提供保障。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供一种识别混合双端直流输电线路区内、外故障的纵联保护方法，其包括以下步骤：

步骤一，在换流站中，从本极直流输电线路侧的电流传感器中获得电流量信号；