[发明专利]含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置

说明书

本发明涉及含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置，通过在正常运行时计算UPFC的最大等效阻抗，在系统发生故障时，计算故障补偿电压时采用正常运行时计算的UPFC的最大等效阻抗，可有效防止当保护装置用于近UPFC侧，当发生反方向出口故障时，快速距离保护存在误动的风险；同时还可防止当保护装置用于远UPFC侧，当发生正方向区外金属性故障时，快速距离保护存在超越动作的风险。

本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2016年05月11日，原申请的申请号：201610309848.1，原申请的发明名称：含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)，可以快速灵活的控制线路的潮流，改善电网的潮流分布特性，可最大化电网传输能力；同时还具备阻尼系统振荡，提高电网稳定性；提供紧急功率支援，避免大规模切负荷；优化潮流分布，减少环流，降低网络损耗。UPFC通过向线路注入相角和幅值可控的电压相量，直接改变了线路的首末端电势特征，从而进一步改变了系统中的电势相位及幅值分布，对于整个区域的潮流分布起到调节作用。UPFC在控制线路的潮流分布的同时也导致了输电线路参数的改变，UPFC等效阻抗可能呈现较大的容性，进而导致传统的距离保护误动作。

快速距离保护基于故障量，采用工作电压突变量大于固定门槛作为动作方程，作为故障分量保护，不受负荷状态的影响，具有较强的耐过渡电阻能力。快速距离保护作为快速单端量保护，可以极快的速度切除近端严重故障，以保障电网的安全运行。对含UPFC的输电线路，当安装于近UPFC侧，当发生反方向出口故障时，快速距离保护存在误动的风险；当安装于远UPFC侧，当发生正方向区外金属性故障时，快速距离保护存在超越动作的风险。由于快速距离保护动作速度较快，有可能会在UPFC系统本体保护动作之前动作。目前，业内还没有一种能够适用于含UPFC输电线路的快速距离保护方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种含UPFC的输电线路快速距离保护方法与装置，用于解决现有技术的距离保护用于UPFC线路时的误动和超越动作的问题。

一种含UPFC的输电线路快速距离保护方法，包括如下步骤：

(1)两侧线路保护装置分别独立采集各侧电压量和电流量；

(2)在线路保护启动元件未动作情况下实时计算UPFC的最大等效阻抗

(3)启动元件动作后实时计算电压变化量和补偿电流变化量；

(4)根据电压变化量和补偿电流变化量计算故障补偿电压；计算时采用步骤(2)中的线路保护启动元件动作前的UPFC的最大等效阻抗

(5)当故障补偿电压满足动作判据后经延时动作出口。

进一步的，所述步骤(1)中两侧电压量和电流量采集方法为：对于近UPFC侧电压量取线路侧PT，电流量取线路CT；对于远UPFC侧电压量取线路侧PT或母线侧PT，电流量取线路CT。

进一步的，所述步骤(2)中启动元件的公式为：|iqd_[k]|＞1.25|iqd_[k-2N]|+0.1In；其中：iqd_[k]为各侧任意相电流；N为每周波采样点数；In为CT额定电流值；计算UPFC的最大等效阻抗公式为：其中：U_Pmax为UPFC系统串联变压器最大输出电压值；为当前电流。

进一步的，所述步骤(3)中，电压变化量计算公式为：其中：为当前电压相量；为两周前电压相量；补偿电流变化量计算公式为：其中：为当前电流相量；为当前零序电流相量；为两周前电流相量；为两周前零序电流相量；所述步骤(4)中故障补偿电压计算公式为：其中：为快速距离保护阻抗整定值；为任意相或相间。