[发明专利]基于abc-αβ变化的交直流互联系统交流差动保护方法

说明书

本发明涉及一种基于abc‑αβ变化的交直流互联系统交流差动保护方法，步骤如下：采集和计算系统正常运行及故障后的逆变侧直流系统等效注入电流，得到正常运行及故障后的合成电流幅值I_mN与I_m；判断故障后的合成电流幅值I_m是否低于辅助判据启动门槛，若低于门槛值则证明整流侧直流控制策略切换至低压限流控制；判断ΔI_diff与ΔI_res是否满足传统判据；若满足传统判据，证明此时逆变侧交流线路发生区内故障且传统保护判据能够正确识别故障，应立即出口保护动作；若传统判据未能出口保护动作，若比值较大且同时满足辅助判据条件，证明此时逆变侧交流线路发生区内故障，且等效注入电流受到低压限流环节的限制作用导致传统判据出现拒动，此时将由辅助判据出口故障相保护动作。

技术领域

本发明涉及电力系统交直流互联电网控制与保护领域，尤其涉及一种基于abc-αβ变化的交流系统电流差动保护方法。

背景技术

我国电能在供需关系方面呈现逆向分布的特征，因此我国对于跨区域、远距离以及大规模的电能传输具有较大需求。交直流互联的电力格局已在我国基本形成。高压直流(high voltage direct current，HVDC)线路以其输电容量大、距离远、线路走廊占地少等优势，逐渐成为我国跨区间电网的重要骨架。基于故障分量的分相光纤比率制动电流差动保护以其全线速动、抗过渡电阻能力强等优势，广泛用作220kV及以上电压等级的交流线路主保护，对于维护交直流互联大电网安全稳定地运行具有重要意义。

交、直流系统之间的相互影响，尤其是逆变侧交流系统故障所引发的直流系统换相失败，将为互联电网交流系统引入有别于纯交流系统的电气量特征，进而导致传统交流保护原理在应用于交直流互联系统时的适用性有所下降。直流控制系统对于扰动的快速非线性响应，将对故障分量电流差动保护在动作性能及时序配合方面造成一定影响，严重时甚至引发保护不正确动作，对电网的安全稳定运行造成巨大冲击。

针对交直流互联电网交流系统故障后的交流保护适应性分析以及适用于互联系统的保护方法，国内外学者已作出大量研究。但是目前的保护适应性分析多基于仿真现象，在理论性及系统性方面较为薄弱；所提保护方法较少，且现有方法难以兼顾保护动作的选择性与灵敏性。《Impact of DC grid contingencies on Ac system stability》指出，交流系统的稳定性会受到直流控制系统调节的影响，系统中保护相关的电气量将因此产生波动。《The Research on the Affection of the Qinghai-Tibet HVDC TransmissionSystem upon Operating Characteristic of the Line Protection in Qinghai ACElectrical Power System》结合工程实例，对交流系统故障后电流差动保护的实际动作情况进行了相应研究，指出直流系统的快速调节将导致交流系统电流差动保护的速动性下降。《基于参数识别的纵联保护在交直流混联电网中的应用研究》基于仿真指出，直流系统的接入将造成电流差动保护在交流系统发生区内高阻接地故障时灵敏性降低，并据此提出一种基于并联电抗器的纵联保护原理，但该原理受限于交流线路长度，对于长度较短的交流线路保护动作速度较慢。《HVDC换相失败暂态特性及其对差动保护的影响分析和对策》提出一种基于交流线路两端电流幅值比值的保护判据方法，该方法能够实现区内故障时保护快速动作，在一定程度上提升了保护动作的灵敏性，但其在选择性及可靠性方面仍有不足，保护整体动作性能受制于判据参数的选取。上述学者所提出的保护适应性分析及相应方法为开展进一步深入研究提供了思路，但整体缺乏系统的理论支撑，且在实际工程中可行性较低。

因此，为保证交流系统故障时保护能够快速正确地动作，系统化地开展交流保护适应性分析，并基于分析结果提出切实可行的保护方法，对于维护交直流互联系统的安全稳定运行具有重要意义。

参考文献