[发明专利]基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法

权利要求书

1.基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：首先引入改进电压梯度算法判据作为启动判据，并将当前时刻作为采样起始时刻；进而通过杰卡德相似度算法计算线路两端电流故障分量的相似度，完成故障区域判断；最后以起始时刻后1ms内的正负极采样数据计算正负极能量比，实现故障选极。

2.基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：根据区内外故障分析电流故障分量的差异，当发生区内故障时，线路两端电流故障分量相同；当发生区外故障时，线路两端电流故障分量相反；

步骤2：选取数据窗；

步骤3：计算电流故障分量，电流故障分量计算公式如式(1)所示；

△I(i)＝I(i)-I(i-n) (1)

步骤4：利用改进电压梯度算法检测电压变化；

步骤5：计算线路两端电流故障分量的杰卡德相似度；

步骤6：提出区内外故障识别判据：

步骤7：计算正负极线路能量比，提出故障选极判据。

3.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤1中，规定正极线路电流由母线流向线路为正，负极线路电流由线路流向母线为正，根据叠加原理，直流系统发生故障后，系统的等效网络能够视为故障前、后两个网络的叠加；正极接地故障和负极接地故障原理相同，直流侧双极短路的故障特性与单极接地的故障特性基本相同。

4.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤2中，数据窗长度为0.5ms。

5.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤3中，综合考虑数据窗长度与所搭建模型线路长度，n值取25。

6.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤4中，利用改进电压梯度算法检测电压变化，如式(2)所示；

当时，启动保护判据；为当前采样时刻的电压梯度值；U(k-i)为当前时刻前第i个采样点的直流电压采样值；U_set为保护启动阈值:要大于正常运行下的电压梯度最大值，小于故障线路电压梯度的最小值，并保证保护启动的灵敏性；第1个成立的采样点时间记为t₀，为保护启动时刻。

7.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤5中，杰卡德相似度J计算公式如(3)式所示：

这里A_i和B_i是数据窗内线路两端采样数据进行0、1处理之后的逻辑值；按△I_A,△I_B≥set1,1对采样数据进行0、1处理；set1为故障电流分量进行0、1处理的门槛值。

8.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法，其特征在于：所述步骤6中，区内故障时，线路两端电流故障分量极性均为正且远大于set1，即△I_K＝{1,1,…,1}、△I_M＝{1,1,…,1}，求得J(△I_K,△I_M)＝1；

区外故障时，健康线路由环状结构向故障点馈入电流，引起健康线路出现穿越性‘电流故障分量’且幅值大于set1；K端区外故障时，△I_K＝{0,0,…,0}、△I_M＝{1,1,…,1}，M端区外故障时，△I_K＝{1,1,…,1}、△I_M＝{0,0,…,0}，求得J(△I_K,△I_M)＝0；为了保证保护的可靠性，同时提高保护方案的灵活性，定值设定在0.9，即：