[发明专利]一种海上风电直流送出线路纵联保护方法及系统

权利要求书

1.一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，包括：

响应于判断出线路故障，根据故障后的线路电压、故障后的线路电流、故障前的线路电压和故障前的线路电流，计算线路电压故障分量和线路电流故障分量；

根据线路电压故障分量和线路电流故障分量，计算故障前行波和故障反行波；

根据故障前行波和故障反行波，计算行波波形相似度；

根据行波波形相似度、故障反行波、故障区间判别规则和故障极判别规则，判断线路故障位置；

根据线路故障位置判断结果，确定线路保护出口。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，判断线路故障包括：

根据线路电压，计算线路电压梯度值；

若线路电压梯度值的绝对值大于梯度阈值，则判断出线路故障。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，线路电压梯度值计算公式为：

其中，为时刻k的线路电压梯度值，u(k-j)为时刻k之前第j个周期的线路电压采样值；

梯度阈值为正常运行线路电压波动下电压梯度的最大值和可靠系数的乘积。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，计算线路电压故障分量和线路电流故障分量的公式为：

Δu(k)＝u(k)-u(k-N)

Δi(k)＝i(k)-i(k-N)

其中，Δu(k)为时刻k的线路电压故障分量，u(k)为时刻k的线路电压采样值，u(k-N)为时刻k-N的电压采样值，时刻k为故障后的时刻，时刻k-N为故障前的时刻，Δi(k)为时刻k的线路电流故障分量，i(k)为时刻k的线路电流采样值，i(k-N)为时刻k-N的电流采样值。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，计算故障前行波和故障反行波的公式为：

其中，F为故障前行波，B为故障反行波，Δu为线路电压故障分量，Δi为线路电流故障分量，Z_c为线路波阻抗。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，根据行波波形相似度、故障区间判别规则和故障极判别规则，判断线路故障位置，包括：

若本端故障前行波波形与对端故障反行波波形之间的相似度，以及本端故障反行波波形与对端故障前行波波形之间的相似度满足故障区间判别规则，则判定线路故障在区内，计算线路故障电压能比；

根据线路故障电压能比和故障极判别规则，判断线路故障为正极故障、负极故障或极间故障。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，故障区间判别规则为本端故障前行波波形与对端故障反行波波形之间的相似度小于门槛值C_set1，且本端故障反行波波形与对端故障前行波波形之间的相似度小于门槛值C_set2。

8.根据权利要求7所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，计算线路故障电压能比的公式为：

其中，K为线路故障电压能比，为正极线路电压故障分量的能量，k_s为保护启动时刻，N1为积分数据窗内的采样点数，Δu_P(k)为正极线路的电压故障分量，为负极线路电压故障分量的能量，Δu_N(k)为负极线路的电压故障分量。

9.根据权利要求7所述的一种海上风电直流送出线路纵联保护方法，其特征在于，故障极判别规则为：

其中，K为线路故障电压能比。

10.一种海上风电直流送出线路纵联保护系统，其特征在于，包括：

故障分量计算模块：响应于判断出线路故障，根据故障后的线路电压、故障后的线路电流、故障前的线路电压和故障前的线路电流，计算线路电压故障分量和线路电流故障分量；

行波计算模块：根据线路电压故障分量和线路电流故障分量，计算故障前行波和故障反行波；

相似度计算模块：根据故障前行波和故障反行波，计算行波波形相似度；

故障位置判断模块：根据行波波形相似度、故障反行波、故障区间判别规则和故障极判别规则，判断线路故障位置；

保护模块：根据线路故障位置判断结果，确定线路保护出口。