[发明专利]高压交直流混联系统交流线路快速纵联保护方法

说明书

本发明公开了高压交直流混联系统交流线路快速纵联保护方法，具体包括如下步骤：通过逆变侧所接交流线路两端传感器收集电流及电压故障前后波形采样数据；利用采样数据得到所需时间窗内的电流及电压的故障分量；相模变换得到线路两端电压线模的前行波和反行波采样轨迹；确定线路首端和线路末端行波轨迹采样点的最大公共相似子序列(LCSS)并计算子序列长度L；通过子序列长度L得到两端轨迹相似度r；比较轨迹相似度与设定阈值的大小来区分区内故障与区外故障。本发明为高压交直流混联系统交流线路提供继电保护。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及高压交直流混联系统交流线路快速纵联保护方法。

背景技术

高压交直流输电混联系统以输电容量大、系统损耗小、运行稳定性强等优势被广泛应用于长距离输电及异步电网互联。因为建设规模及输电容量的不断扩大，交直流混联电网的安全性及可靠性愈加重要。实际上，直流侧保护及换相失败等问题已经被广泛关注，并提出了很多行之有效的解决方案。然而逆变侧交流线路作为交直流混联电网的重要组成部分，其故障尽管表现出与纯交流线路故障不同的特征，但很少有研究对逆变侧交流线路保护进行改进，仍沿用传统交流保护方法。因此有必要对逆变侧交流线路相关保护重新考虑。

由于交直流混联系统的耦合特性，逆变侧交流输电线路发生故障后易引发直流侧换相失败。此时，直流侧换相失败后的电流及电压量注入交流侧线路影响故障电压及电流的幅值相角等。而现有线路双端量保护多基于相角与幅值差别，在该种情况下不能有效甄别故障区域。另外，根据高压交直流混联系统保护要求，要尽量快速切除交流故障以防止换相失败及直流侧控制对交流线路保护设备的二次冲击。因此，针对高压交直流混联系统交流线路的继电保护提出新方法，能躲避换相失败影响并快速准确地将故障区域识别，显得尤为重要。

行波方法是实现快速线路故障保护、故障选相等的重要手段。考虑行波首行波方法存在行波波头难以提取，幅值受到过渡电阻影响，因此提出行波轨迹相似度方法。行波轨迹相似度方法无需确定行波波头，波形趋势不受过渡电阻影响，且换相失败及直流侧快速控制不会影响轨迹相似度判别结果。综上，针对高压交直流混联电网更为苛刻的保护要求，交流线路快速可靠识别故障区域的方案亟待提出。

发明内容

本发明的目的在于提供高压交直流混联系统交流线路快速纵联保护方法，解决了现有技术中由于换相失败无法准确地识别故障区域的问题。

本发明所采用的技术方案是：高压交直流混联系统交流线路快速纵联保护方法，具体包括如下步骤：

步骤1，通过逆变侧所接交流输电线路两端传感器收集电流及电压故障前后所需时间内的波形采样数据；

步骤2，对步骤1中采样数据处理得到所需时间窗内的电流及电压故障分量；

步骤3，对步骤2提取出的电流及电压故障分量进行Karenbauer相模变换得到两端电压及电流故障线模分量，并计算两端电压线模分量前行波与反行波；

步骤4，将步骤3中所得对端行波数据传递到首端，计算得到交流线路首端电压前行波与对端反行波轨迹采样点的最大公共相似子序列(LCSS)的长度L；

步骤5，利用步骤4中所得最大公共相似子序列长度L计算得到两端行波轨迹相似度r；

步骤6，比较步骤5中所得轨迹相似度r与整定值r_set的大小区分区内故障与区外故障，rr_set为区外故障，rr_set则为区内故障；

本发明的特点还在于，

步骤3中利用公式(1)计算得到两端电压前行波Δu_f(t)和反行波Δu_b(t)：