[发明专利]一种识别混合多端直流输电系统故障区间的方法

说明书

本发明公开了一种识别混合多端直流输电系统故障区间的方法，本方法通过利用T型汇接母线三个端口故障后的暂态电流，计算得到相应的相关系数后，可快速有效地识别故障区间。相比于传统的保护，本方法耐受过渡电阻能力与抗噪声能力较强，且无需额外配置线路边界，仅仅利用接口处的电气量而无需通信。在速动性上能满足保护的需求，并躲开了各换流器动作所带来的的非线性影响，保障了可靠性；而且算法简单，没有过多的计算量。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种识别混合多端直流输电系统故障区间的方法。

背景技术

基于晶闸管的电网换相换流器高压直流输电技术已得到广泛应用，由于其具有远距离大容量、经济成本低等优点，是我国目前直流输电工程的主要形式，但是存在逆变侧换相失败、需要额外滤波元件、控制响应慢等问题。基于电压源型换流器的高压直流输电技术以其可解耦独立控制有功和无功功率、无需滤波元件和无功补偿装置、便于新能源接入等优点得到了快速的发展，并且不会发生换相失败的问题，但是经济成本较高，且过压过流能力较弱。因此，混合多端高压直流输电技术可充分利用两者各自的优势，在整流侧使用LCC可充分利用交流系统的输电能力，提高系统传输容量，并且成本较低；在逆变侧使用VSC可有效解决受端系统由于直流馈入引起的换相失败问题，还可提供无功支撑，对于系统的稳定运行和恢复过程都起到了有力的作用。因此混合多端直流输电技术在直流输电发展中具有良好的前景，是未来电网发展的重要趋势之一，因此，有效识别故障区间，进行快速的保护，使得系统能快速隔离故障恢复正常运行，是其关键技术之一

目前，一些方案已对混合多端直流输电系统的直流线路保护进行了初步研究。通过在直流线路两端配置限流电抗器构造边界条件，提取直流线路故障暂态分量以识别故障区间，并配备直流断路器进行快速故障隔离。亦可用小波变换对暂态电流进行分析,提出了基于T接汇流母线两侧暂态电流能量差的故障方向判别原理,进而利用各换流站故障方向信息确定故障区域。有人提出了一种基于整流侧和逆变侧纵向阻抗的故障保护原理，利用故障发生后双端电压故障分量的差与电流故障分量的和的比值区分区内外故障，需要双端通信。

随着混合直流输电技术的日益成熟，上述方案保护动作时间较长，无法很好的克服不同类型换流器造成的故障暂态特性耦合的问题，同时需要一定的通信能力。

现有的保护方案有以下的缺点：①基于行波的保护方案中，对故障特征提取算法提出了更高的要求，且易受到过渡电阻和噪声干扰的影响，在缺少边界的情况下难以实现；②基于暂态量保护的方案中，需要采用特定的高频量提取算法来识别限流电抗器两侧的差异性，所以需要额外配置限流电抗器来构造边界；③现在保护并没有考虑或者躲过多类型换流器故障特征耦合的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种识别混合多端直流输电系统故障区间的方法，本方法通过利用并联型混合直流输电系统在不同位置发生接地短路故障之后，各端口之间电流的相关系数，快速有效识别故障区间。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种识别混合多端直流输电系统故障区间的方法，所述混合多端直流输电系统包括送端和受端，在送端和受端之间的线路上并联有中端；中端的线路接口为T型接口并设置有T接汇流母线，汇流母线内侧为L₃线路，L₃线路一端与送端相连接的线路为L₁线路，L₃线路另一端与受端相连接的线路为L₂线路；所述方法包括：

检测判断混合多端直流输电系统是否发生故障，若发生故障，则进入如下步骤：

测量T接汇流母线上的限流电抗器处的电压行波，利用小波变换算法得到首行波的模极值，当其大于所设定的门槛值H_set，则确定为线路L₁与L₂区内发生故障；