CN105375448B - 基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统，所述方法包括：检测直流侧是否有50Hz基波分量；当检测结果为是时，判断站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动直流50Hz保护；当判断结果为是时，获取交流网侧三相电流二次谐波隶属度函数，并根据二次谐波隶属度函数获取二次谐波的综合隶属度，将二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较，根据比较结果判断是否开放整流站和逆变站直流50Hz保护；当判断结果为否时，获取直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据50Hz基波分量的隶属度判断是否开放整流站和逆变站直流50Hz保护。本发明防止直流50Hz保护误动，提高直流系统可靠性和可用率。

Description

基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统

技术领域

本发明涉及直流输电控制保护技术领域，特别是涉及一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统。

背景技术

我国电网发展迅速，已经形成了跨越几千公里的交直流混合互联系统、多个数千万千瓦规模的大负荷中心，随着特高压交直流的建设，这一特点将更加突出。对于这种远距离、大容量、交直流混合运行电网，交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着极其重要的影响。直流50Hz保护又称为基频保护是交直流系统相互配合的基本保护，直流50Hz保护主要作为换相失败、触发系统或阀体故障的后备保护，其保护范围在直流侧；对于交流故障或变压器充电引起的直流侧50Hz分量，故障都是在交流侧，不属于50Hz保护范围。对于交流系统故障，在直流侧主要是产生100Hz分量，50Hz分量含量较少，不会引起50Hz保护动作。但是目前故障发生后直流50Hz保护仅仅检测直流侧50Hz基波含量，这种单一检测手段并不能有效区分故障是发生在交流侧还是直流侧，从而出现保护误动，使直流系统出现非必要降功率和停运，降低直流系统的可靠性和可用率。

发明内容

基于此，有必要针对现有故障发生后直流50Hz保护在特定工况下会出现保护误动的问题，提供一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，包括以下步骤：

检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数；

再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度；

将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果；

在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度；

根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，包括：

检测模块，用于检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

处理模块，用于当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

第一保护模块，用于当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果，在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

第二保护模块，用于当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度，且根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法和系统，在故障发生后，根据整流站和逆变站站间通信正常和异常两种情况，分别针对交流网侧二次谐波含量和直流侧50Hz基波分量建立了不同的隶属度函数，快速判别引起直流侧产生50Hz基波分量的原因，根据不同故障类型开放、延时或者闭锁直流50Hz保护，防止直流50Hz保护误动，避免直流系统的非必要降功率和停运，提高直流系统的可靠性和可用率。

附图说明

图1为一个实施例中基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法流程图；

图2为基于图1所示方法一个具体示例中基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法流程图；

图3为一个实施例中站间通信正常时二次谐波隶属度函数图；

图4为一个实施例中站间通信异常时50Hz基波分量的隶属度函数图；

图5为一个实施例中基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。

一个实施例中基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

步骤S102：当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

步骤S103：当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数；

步骤S104：再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度；

步骤S105：将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果；

步骤S106：在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

步骤S107：当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度；

步骤S108：根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

从以上描述可知，本发明基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，在故障发生后，根据整流站和逆变站有无站间通信，分别针对交流网侧二次谐波含量和直流侧50Hz基波分量建立了不同的隶属度函数，以便能够在有站间通信和无站间通信时都能够判断直流侧50Hz基波分量是由励磁涌流产生还是由直流发生换相失败、触发系统或阀体等故障产生，可以根据不同情况开放、延时或者闭锁直流50Hz保护，防止直流50Hz保护误动。

此外，在一个具体示例中，当x≤C1时，u(x)＝0；当x≥C2时，u(x)＝1；当C1＜x＜C2时，其中x为二次谐波含量，u(x)为二次谐波隶属度函数，C1为预设二次谐波含量第一参考值，C2为预设二次谐波含量第二参考值。

当整流站和逆变站的站间通信正常时，将整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量与预设二次谐波含量第一参考值、预设二次谐波含量第二参考值进行比较，根据比较结果，结合上述表达式获取整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，同理获取逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数；

当二次谐波含量低于C1时，二次谐波隶属度函数u(x)为0，可以确定不是励磁涌流；二次谐波含量高于C2时，二次谐波隶属度函数u(x)为1，可以确定是励磁涌流；二次谐波含量位于C1和C2之间时，二次谐波隶属度函数u(x)表示电流属于励磁涌流的概率，C1等于C2时，二次谐波隶属度函数由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规直流50Hz保护相同。

此外，在一个具体示例中，根据表达式获取二次谐波的综合隶属度u_∑(x)，当u_∑＞u_set时，u_jug＝1；当u_∑≤u_set时，u_jug＝0，其中x_A为交流网侧A相电流的二次谐波含量，x_B为交流网侧B相电流的二次谐波含量，x_C为交流网侧C相电流的二次谐波含量，u(x_A)为交流网侧A相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_B)为交流网侧B相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_C)为交流网侧C相电流的二次谐波隶属度函数，u_set为预设二次谐波隶属度门槛值，u_jug为比较结果。

根据整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，采用上述加权平均法获取整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，同理获取逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度；

分别将整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度和逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果和逆变站的比较结果。

此外，在一个具体示例中，当y≤C3时，v(y)＝0；当y≥C4时，v(y)＝1；当C3＜y＜C4时，其中y为50Hz基波分量，v(y)为50Hz基波分量的隶属度，C3为预设50Hz基波分量第一参考值，C4为预设50Hz基波分量第二参考值。

当整流站和逆变站的站间通信异常时，根据整流站直流侧50Hz基波分量获取整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，同理获取逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度；

当50Hz基波分量低于C3时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为0，可以确定不是励磁涌流；50Hz基波分量高于C4时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为1，可以确定是励磁涌流；50Hz基波分量位于C3和C4之间时，50Hz基波分量的隶属度v(y)表示电流属于励磁涌流的概率，C3等于C4时，50Hz基波分量的隶属度由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规保护相同。

此外，在一个具体示例中，当v(y)＝0时，t_d＝0；当v(y)＝1时，t_d＝1；当0＜v(y)＜1时，t_d＝[v(y)-v_set]t_k，其中v(y)为50Hz基波分量的隶属度，v_set为预设50Hz综合隶属度整定值，t_d为延时时间，单位秒，t_k为预设延时时间常数。

根据整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放整流站直流50Hz保护，并获取开放整流站直流50Hz保护时的延时时间，同理根据逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放逆变站直流50Hz保护，并获取开放逆流站直流50Hz保护时的延时时间。

当v(y)＝0时，判为直流侧故障，无延时立即开放直流50Hz保护；当v(y)＝1时，判为励磁涌流，闭锁直流50Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；当0＜v(y)＜1时，经过t_d＝[v(y)-v_set]t_k时间的延时后开放直流50Hz保护。

为了更好地理解上述方法，以下详细阐述一个本发明基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法的应用实例。

如图2所示，该应用实例可以包括以下步骤：

步骤S201：预设二次谐波含量第一参考值C1、二次谐波含量第二参考值C2、二次谐波隶属度门槛值u_set、50Hz基波分量第一参考值C3、50Hz基波分量第二参考值C4、50Hz综合隶属度整定值v_set、延时时间常数t_k；

步骤S202：在故障发生后，检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

步骤S203：当检测结果为是时，判断整流站和逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动整流站和逆变站直流50Hz保护；

步骤S204：当判断整流站和逆变站的站间通信正常时，根据表达式获取整流站和逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数u(x_A)、u(x_B)、u(x_C)，其中x为二次谐波含量，u(x)为二次谐波隶属度函数，C1为预设二次谐波含量第一参考值，C2为预设二次谐波含量第二参考值，u(x_A)为交流网侧A相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_B)为交流网侧B相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_C)为交流网侧C相电流的二次谐波隶属度函数，x_A为交流网侧A相电流的二次谐波含量，x_B为交流网侧B相电流的二次谐波含量，x_C为交流网侧C相电流的二次谐波含量；当二次谐波含量低于C1时，二次谐波隶属度函数u(x)为0，可以确定不是励磁涌流；二次谐波含量高于C2时，二次谐波隶属度函数u(x)为1，可以确定是励磁涌流；二次谐波含量位于C1和C2之间时，二次谐波隶属度函数u(x)表示电流属于励磁涌流的概率，C1等于C2时，二次谐波隶属度函数由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规直流50Hz保护相同，一个实施例中取C1＝1％，C2＝3％，这种情况下的二次谐波隶属度函数图如图3所示；

步骤S205：利用加权平均法，根据表达式获取整流站和逆变站的二次谐波的综合隶属度u_∑(x)；

步骤S206：根据表达式分别将整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度和逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值u_set进行比较，得到整流站的比较结果和逆变站的比较结果，一个实施例中取u_set＝0.5；

步骤S207：整流站、逆变站将各自的判别结果通过站间通信发送给对站，整流站、逆变站将本站的判别结果和对站发送来的判决结果进行“或”逻辑，若结果为“1”则闭锁本站的直流50Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟，若结果为“0”则立即开放直流50Hz保护；

步骤S208：当判断整流站和逆变站的站间通信异常时，根据表达式获取整流站和逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度v(y)，其中y为50Hz基波分量，C3为预设50Hz基波分量第一参考值，C4为预设50Hz基波分量第二参考值，当50Hz基波分量低于C3时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为0，可以确定不是励磁涌流；50Hz基波分量高于C4时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为1，可以确定是励磁涌流；50Hz基波分量位于C3和C4之间时，50Hz基波分量的隶属度v(y)表示电流属于励磁涌流的概率，C3等于C4时，50Hz基波分量的隶属度由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规保护相同，一个实施例中取C3＝3％，C4＝7％，这种情况下的50Hz基波分量的隶属度函数图如图4所示；

步骤S209：当v(y)＝0时，判为直流侧故障，无延时立即开放直流50Hz保护；当v(y)＝1时，判为励磁涌流，闭锁直流50Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；当0＜v(y)＜1时，经过t_d＝[v(y)-v_set]t_k时间的延时后开放直流50Hz保护，即表达式其中v_set为预设50Hz综合隶属度整定值，t_d为延时时间，单位秒，t_k为预设延时时间常数。

本应用实例根据整流站和逆变站站间通信正常和异常两种情况，分别针对交流网侧二次谐波含量和直流侧50Hz基波分量建立了不同的隶属度函数，快速判别引起直流侧产生50Hz基波分量的原因，根据不同故障类型开放、延时或者闭锁直流50Hz保护，防止直流50Hz保护误动，避免直流系统的非必要降功率和停运，提高直流系统的可靠性和可用率。

一个实施例中基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，如图5所示，包括：

检测模块501，用于检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

处理模块502，用于当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

第一保护模块503，用于当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果，在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

第二保护模块504，用于当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度，且根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

基于图5所示的本实施例的系统，一个具体的工作过程可以是如下所述：

检测模块501检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；当检测结果为是时，处理模块502判断整流站和逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，处理模块502不启动整流站和逆变站直流50Hz保护；当判断结果为是时，第一保护模块503根据整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，再根据整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，将整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果，在整流站根据整流站的比较结果和接收的逆变站发送的逆变站的比较结果判断是否开放整流站直流50Hz保护，在逆变站根据逆变站的比较结果和接收的整流站发送的整流站的比较结果判断是否开放逆变站直流50Hz保护；当判断结果为否时，第二保护模块504根据整流站直流侧50Hz基波分量获取整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据逆变站直流侧50Hz基波分量获取逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度，且根据整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放整流站直流50Hz保护及获取当判断开放整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

从以上描述可知，本发明基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，根据整流站和逆变站有无站间通信，分别针对交流网侧二次谐波含量和直流侧50Hz基波分量建立了不同的隶属度函数，以便能够在有站间通信和无站间通信时都能够判断直流侧50Hz基波分量是由励磁涌流产生还是由直流发生换相失败、触发系统或阀体等故障产生，可以根据不同情况开放、延时或者闭锁直流50Hz保护，防止直流50Hz保护误动。

此外，在一个具体示例中，当x≤C1时，所述第一保护模块503得到u(x)＝0；当x≥C2时，所述第一保护模块503得到u(x)＝1；当C1＜x＜C2时，所述第一保护模块503得到其中x为二次谐波含量，u(x)为二次谐波隶属度函数，C1为预设二次谐波含量第一参考值，C2为预设二次谐波含量第二参考值。

当整流站和逆变站的站间通信正常时，将整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量与预设二次谐波含量第一参考值、预设二次谐波含量第二参考值进行比较，根据比较结果，结合上述表达式获取整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，同理获取逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数；

当二次谐波含量低于C1时，二次谐波隶属度函数u(x)为0，可以确定不是励磁涌流；二次谐波含量高于C2时，二次谐波隶属度函数u(x)为1，可以确定是励磁涌流；二次谐波含量位于C1和C2之间时，二次谐波隶属度函数u(x)表示电流属于励磁涌流的概率，C1等于C2时，二次谐波隶属度函数由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规直流50Hz保护相同。

此外，在一个具体示例中，所述第一保护模块503根据表达式获取二次谐波的综合隶属度u_∑(x)，当u_∑＞u_set时，得到u_jug＝1；当u_∑≤u_set时，得到u_jug＝0，其中x_A为交流网侧A相电流的二次谐波含量，x_B为交流网侧B相电流的二次谐波含量，x_C为交流网侧C相电流的二次谐波含量，u(x_A)为交流网侧A相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_B)为交流网侧B相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_C)为交流网侧C相电流的二次谐波隶属度函数，u_set为预设二次谐波隶属度门槛值，u_jug为比较结果。

根据整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，采用上述加权平均法获取整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，同理获取逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度；

分别将整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度和逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站比较结果和逆变站比较结果。

此外，在一个具体示例中，当y≤C3时，所述第二保护模块504得到v(y)＝0；当y≥C4时，所述第二保护模块504得到v(y)＝1；当C3＜y＜C4时，所述第二保护模块504得到其中y为50Hz基波分量，v(y)为50Hz基波分量的隶属度，C3为预设50Hz基波分量第一参考值，C4为预设50Hz基波分量第二参考值。

当整流站和逆变站的站间通信异常时，根据整流站直流侧50Hz基波分量获取整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，同理获取逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度；

当50Hz基波分量低于C3时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为0，可以确定不是励磁涌流；50Hz基波分量高于C4时，50Hz基波分量的隶属度v(y)为1，可以确定是励磁涌流；50Hz基波分量位于C3和C4之间时，50Hz基波分量的隶属度v(y)表示电流属于励磁涌流的概率，C3等于C4时，50Hz基波分量的隶属度由模糊集合蜕变为普通集合，保护性能与常规保护相同。

此外，在一个具体示例中，当v(y)＝0时，所述第二保护模块504得到t_d＝0；当v(y)＝1时，所述第二保护模块504得到t_d＝1；当0＜v(y)＜1时，所述第二保护模块504得到t_d＝[v(y)-v_set]t_k，其中v(y)为50Hz基波分量的隶属度，v_set为预设50Hz综合隶属度整定值，t_d为延时时间，单位秒，t_k为预设延时时间常数。

根据整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放整流站直流50Hz保护，并获取开放整流站直流50Hz保护时的延时时间，同理根据逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放逆变站直流50Hz保护，并获取开放逆流站直流50Hz保护时的延时时间。

当v(y)＝0时，判为直流侧故障，无延时立即开放直流50Hz保护；当v(y)＝1时，判为励磁涌流，闭锁直流50Hz保护降功率段和跳闸段1秒钟；当0＜v(y)＜1时，经过t_d＝[v(y)-v_set]t_k时间的延时后开放直流50Hz保护。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数；

再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度；

将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果；

在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度；

根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

2.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，其特征在于，当x≤C1时，u(x)＝0；当x≥C2时，u(x)＝1；当C1＜x＜C2时，其中x为二次谐波含量，u(x)为二次谐波隶属度函数，C1为预设二次谐波含量第一参考值，C2为预设二次谐波含量第二参考值。

3.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，其特征在于，根据表达式获取二次谐波的综合隶属度u_∑(x)，当u_∑＞u_set时，u_jug＝1；当u_∑≤u_set时，u_jug＝0，其中x_A为交流网侧A相电流的二次谐波含量，x_B为交流网侧B相电流的二次谐波含量，x_C为交流网侧C相电流的二次谐波含量，u(x_A)为交流网侧A相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_B)为交流网侧B相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_C)为交流网侧C相电流的二次谐波隶属度函数，u_set为预设二次谐波隶属度门槛值，u_jug为比较结果。

4.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，其特征在于，当y≤C3时，v(y)＝0；当y≥C4时，v(y)＝1；当C3＜y＜C4时，其中y为50Hz基波分量，v(y)为50Hz基波分量的隶属度，C3为预设50Hz基波分量第一参考值，C4为预设50Hz基波分量第二参考值。

5.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护方法，其特征在于，当v(y)＝0时，t_d＝0；当v(y)＝1时，t_d＝1；当0＜v(y)＜1时，t_d＝[v(y)-v_set]t_k，其中v(y)为50Hz基波分量的隶属度，v_set为预设50Hz综合隶属度整定值，t_d为延时时间，单位秒，t_k为预设延时时间常数。

6.一种基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测整流站和逆变站的直流侧是否有50Hz基波分量；

处理模块，用于当检测结果为是时，判断所述整流站和所述逆变站的站间通信是否正常；当检测结果为否时，不启动所述整流站和所述逆变站直流50Hz保护；

第一保护模块，用于当判断结果为是时，根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波含量获取所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数，再根据所述整流站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，根据所述逆变站交流网侧三相电流的二次谐波隶属度函数获取所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度，将所述整流站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到整流站的比较结果，将所述逆变站交流网侧的二次谐波的综合隶属度与所述预设二次谐波隶属度门槛值进行比较得到逆变站的比较结果，在所述整流站根据所述整流站的比较结果和接收的所述逆变站发送的所述逆变站的比较结果判断是否开放所述整流站直流50Hz保护，在所述逆变站根据所述逆变站的比较结果和接收的所述整流站发送的所述整流站的比较结果判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护；

第二保护模块，用于当判断结果为否时，根据所述整流站直流侧50Hz基波分量获取所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量获取所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度，且根据所述整流站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述整流站直流50Hz保护及获取当判断开放所述整流站直流50Hz保护时的延时时间，根据所述逆变站直流侧50Hz基波分量的隶属度判断是否开放所述逆变站直流50Hz保护及获取当判断开放所述逆变站直流50Hz保护时的延时时间。

7.根据权利要求6所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，其特征在于，当x≤C1时，所述第一保护模块得到u(x)＝0；当x≥C2时，所述第一保护模块得到u(x)＝1；当C1＜x＜C2时，所述第一保护模块得到其中x为二次谐波含量，u(x)为二次谐波隶属度函数，C1为预设二次谐波含量第一参考值，C2为预设二次谐波含量第二参考值。

8.根据权利要求6所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，其特征在于，所述第一保护模块根据表达式获取二次谐波的综合隶属度u_∑(x)，当u_∑＞u_set时，得到u_jug＝1；当u_∑≤u_set时，得到u_jug＝0，其中x_A为交流网侧A相电流的二次谐波含量，x_B为交流网侧B相电流的二次谐波含量，x_C为交流网侧C相电流的二次谐波含量，u(x_A)为交流网侧A相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_B)为交流网侧B相电流的二次谐波隶属度函数，u(x_C)为交流网侧C相电流的二次谐波隶属度函数，u_set为预设二次谐波隶属度门槛值，u_jug为比较结果。

9.根据权利要求6所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，其特征在于，当y≤C3时，所述第二保护模块得到v(y)＝0；当y≥C4时，所述第二保护模块得到v(y)＝1；当C3＜y＜C4时，所述第二保护模块得到其中y为50Hz基波分量，v(y)为50Hz基波分量的隶属度，C3为预设50Hz基波分量第一参考值，C4为预设50Hz基波分量第二参考值。

10.根据权利要求6所述的基于模糊逻辑理论的直流50Hz保护系统，其特征在于，当v(y)＝0时，所述第二保护模块得到t_d＝0；当v(y)＝1时，所述第二保护模块得到t_d＝1；当0＜v(y)＜1时，所述第二保护模块得到t_d＝[v(y)-v_set]t_k，其中v(y)为50Hz基波分量的隶属度，v_set为预设50Hz综合隶属度整定值，t_d为延时时间，单位秒，t_k为预设延时时间常数。