[发明专利]基于暂态量监测的特高压直流输电线路故障单端诊断方法

说明书

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于暂态量监测的特高压直流输电线路故障单端诊断方法，包括以下步骤：实时获取线路测量点处的电压和电流，通过滤波分别获得电压频带暂态分量和电流频带暂态分量；计算暂态阻抗变化值和暂态功率；当暂态阻抗变化值小于阈值时，判断为正向故障；当暂态阻抗变化值大于阈值，判断为反向故障或无故障；当诊断为正向故障时，若暂态功率大于门槛值，则判断为直流输电线路故障；若暂态功率小于门槛值，则判断为正向区外故障。通过本发明，可以实现以下效果：采用暂态阻抗变化值与暂态功率相配合，该方法诊断直流输电线路故障的可靠性高，且判据简单，计算方便，可实现特高压直流输电线路故障类型的准确、可靠判别。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于暂态量监测的特高压直流输电线路故障单端诊断方法。

背景技术

特高压直流输电系统具有输送容量大、距离远的明显优势，成为大规模区域电网的联络纽带，是未来构建全球能源互联网的关键支撑系统。特高压直流输电线路运行的可靠性直接影响着直流系统和互联交流系统的安全稳定。然而，特高压直流输电线路跨越区域较传统高压直流线路更大，其运行环境复杂多变，发生故障的概率更高。由于特高压直流输电线路长度极大，对于故障诊断而言，长直流线路对故障特征量的衰减作用十分明显，使得故障准确诊断的难度明显提高。

目前特高压直流输电线路的故障判别主要利用行波量和微分欠压量来进行诊断，利用行波量和微分欠压量的方法存在抗过渡电阻能力不足的问题；同时，利用线路电流差动的故障诊断方法常常作为后备方案，该方法需要直流线路双端数据，对于特高直流线路而言，双端数据通信将产生明显的延时，无法满足特高压直流输电系统快速判别故障的要求。

经过对现有技术的检索发现，还涉及到一些其他的故障判别方法。中国专利文献CN104977502A公开(公告)日2015.10.14，公开了一种特高压直流输电线路区内外故障识别方法，该方法通过比较故障电流在波形突变点处的极性，判断故障信号是来自整流侧区外，还是区内或逆变侧区外，当判定信号来自区内或逆变侧区外时，再根据故障电流形态谱的高频特征量来判断故障是来自区内还是逆变侧区外。由于采用故障电流波形突变极性来判别故障方向，该方法容易受系统波动的影响。此外，中国专利文献CN105182175A公开(公告)日2015.12.23，公开了一种利用极线故障电流曲线簇主成分聚类分析的特高压直流线路全线速动保护方法，该方法由电磁暂态仿真分别获得线路全长内的故障和正向区外故障下量测端极线电流曲线簇，选取故障前3个采样点、故障后7个采样点作样本数据进行PCA聚类分析，通过计算测试样本数据在PC1坐标轴上的投影值，并根据聚类中心边界q1值判断故障是否是线路故障。该方法依赖仿真系统建立大量样本，当实际系统参数发生变化时，该方法需要重新验证调整，且存在可靠性不高的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出基于暂态功率监测的基于暂态量监测的特高压直流输电线路故障单端诊断方法，通过线路测量点处的暂态阻抗变化值和暂态功率来判断故障。

本发明提出一种基于暂态量监测的特高压直流输电线路故障单端诊断方法，包括以下步骤：

实时获取线路测量点处的电压和电流，通过滤波分别获得电压频带暂态分量和电流频带暂态分量；

计算暂态阻抗变化值和暂态功率；

当暂态阻抗变化值小于阈值时，判断为正向故障；当暂态阻抗变化值大于阈值，判断为反向故障或无故障；

当诊断为正向故障时，若暂态功率大于门槛值，则判断为直流输电线路故障；若暂态功率小于门槛值，则判断为正向区外故障。

优选的，所述暂态阻抗变化值：△Z_CMi＝Z_CMi-Z_CMi0，其中，Z_CMi0为正常运行时段的暂态阻抗；Z_CMi为线路测量点处实时计算的暂态阻抗；