[发明专利]一种基于最小二乘拟合的直流系统保护方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于最小二乘拟合的直流系统保护方法及装置，属于继电保护技术领域，解决了现有的方法采用固定延时重启直流系统可能造成直流系统稳定性和安全性较低的问题。包括：采集故障直流系统整流侧的电压得到电压采样值；根据最小二乘法得到电压采样值对应的电压拟合值，并根据电压拟合值获得电压拟合值对应的电压拟合误差；基于电压拟合误差及瞬时/永久故障判据，判断直流系统的故障类型；根据故障类型发送控制信号，控制直流系统的重启或闭锁，以实现对直流系统的保护，提高了直流系统的稳定性和可靠性，有利于直流系统的稳定运行。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于最小二乘拟合的直流系统保护方法及装置。

背景技术

在传统LCC-HVDC(常规高压直流输电，又称电网换相式高压直流输电)系统中，直流线路故障的几率很高，而直流系统不同于交流输电系统，当出现故障时电流没有自然过零点，故障点电弧很难自行熄灭，因此发生故障时应首先切断故障电流。直流系统的故障电流对断路器开断能力提出很高要求，然而大容量直流断路器仍未得到广泛应用，目前LCC-HVDC系统主要采取改变触发角使线路电流迅速为零，达到保护设备和系统安全的目的。经过一定的游离时间后，系统会对两侧换流阀进行重启操作，这一系列操作过程称为直流故障重启时序(DC Fault Recovery Sequence，DFRS)。DFRS类似于交流系统的重合闸操作，目的是维持系统稳定，若重启于瞬时故障则能够恢复供电，若重合于永久性故障或故障点未完全熄弧，则线路电流将再次增大，需要控制系统再次进行移相操作。

然而目前针对LCC-HVDC系统的故障性质判别方法研究较少，直流系统DRFS主要采用固定延时进行重启，发生故障后可能经历多次重启，对直流及交流系统造成多次冲击，对设备安全性造成威胁，影响系统稳定。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于最小二乘拟合的直流系统保护方法及装置，用以解决现有的方法采用固定延时重启直流系统可能造成直流系统稳定性和安全性较低的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于最小二乘拟合的直流系统保护方法，包括如下步骤：

采集故障直流系统整流侧的电压得到电压采样值；

根据最小二乘法得到所述电压采样值对应的电压拟合值，并根据所述电压拟合值获得所述电压拟合值对应的电压拟合误差；

基于所述电压拟合误差及瞬时/永久故障判据，判断直流系统的故障类型；

根据所述故障类型发送控制信号，控制直流系统的重启或闭锁，以实现对直流系统的保护。

进一步，根据最小二乘法得到所述电压采样值对应的电压拟合值，并根据所述电压拟合值获得所述电压拟合值对应的电压拟合误差，包括如下步骤：

采用指数函数拟合一个周波内的所述电压采样值，并根据三阶泰勒展开式得到所述电压采样值与时间的关系式；

基于最小二乘法得到所述电压采样值与时间的关系式对应的泰勒展开系数拟合值，并根据所述泰勒展开系数拟合值得到电压采样值对应的电压拟合值；

将所述电压采样值与电压拟合值作差得到拟合误差矩阵；

将所述拟合误差矩阵中的N个子电压拟合误差求和，得到电压拟合误差，其中，N为一个周波内采样总点数。

进一步，所述电压采样值与时间的关系式为：

式中，s为电压采样值矩阵，s(n)为采样点为n时的电压采样值，t_n为采样点为n时的采样时间，其中，n＝0,...,N-1，N为一个周波内采样总点数，a、b均为指数函数的拟合系数，B为关于时间的常数矩阵，P为泰勒展开系数。