CN110794259A - 交直流碰线故障选线方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力系统技术领域，公开了一种交直流碰线故障选线方法、装置及存储介质，该方法包括：计算多端直流输电系统中每一汇流母线的电压分量、第一电流分量和第二电流分量；电压分量为汇流母线的电压的50Hz分量，第一电流分量为流入汇流母线的直流线路电流的50Hz分量，第二电流分量为从汇流母线流出的直流线路电流的50Hz分量；当电压分量、第一电流分量和第二电流分量符合预设的安全条件时，根据电压分量、第一电流分量和第二电流分量计算汇流母线的第一功率方向和第二功率方向；根据汇流母线的第一功率方向和第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。本发明能够实现精准地故障选线，减少了功率损失，缩小了故障影响范围。

Description

交直流碰线故障选线方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种交直流碰线故障选线方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，我国电网交直流系统混联运行，交流线路和直流线路交叉跨越的现象较为常见。尤其在直流换流站附近，交直流进线出线众多，交叉跨越现象更普遍。并且，在交直流输电路径相同的情况下，未来不排除采用交直流线路共用走廊甚至同塔架设的方式，这一方面可降低施工难度，另一方面可节约土地成本。因此，交直流线路交叉跨越的情况将越发普遍，交直流线路碰线故障的问题也必须引起重视。
针对交直流线路碰线故障，虽然现有的交流线路保护系统能够动作，且直流保护系统中配置了交直流碰线保护，在检测出故障后执行故障极紧急停运，但是目前直流系统中对交直流碰线故障的处理方法仅考虑了双端直流系统。
与双端直流系统相比，多端直流系统更能充分发挥直流输电的灵活性与经济性。目前，在多端直流系统中，快速清除、隔离故障，主要有两类技术方案：一类是配置直流断路器，在直流保护检测出故障后迅速下令直流断路器分断故障电流，实现快速跳开故障区域(故障线路或故障站)；另一类是，通过控制系统实现换流器移相或暂时性闭锁阻断故障电流，并配置快速直流开关，在无电流情况下隔离故障区域(故障线路或故障站)。两类技术方案均可实现故障区域的隔离，并实现非故障换流站和线路在故障隔离后恢复正常运行。
在多端直流系统中发生交直流线路碰线故障时，可通过开关与直流控制保护系统实现故障隔离。如果在发生故障后，直接执行故障极紧急停运，将会扩大停运范围，造成功率损失。因此，为了减少多端直流系统在发生交直流碰线故障后的功率损失，需要添加故障选线方法。但是，本发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下技术问题：由于多端直流系统发生直流线路故障后，通常是基于直流分量进行故障选线的，而发生交直流碰线故障后，由于有交流分量的涌入，基于直流分量的故障选线方法可能失效，因而仍无法减少多端直流系统的功率损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流碰线故障选线方法、装置及计算机可读存储介质，能够实现精准地故障选线，以减少功率损失，并缩小了故障影响范围。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种交直流碰线故障选线方法，适用于多端直流输电系统，所述交直流碰线故障选线方法包括：
计算所述多端直流输电系统中每一汇流母线的电压分量、第一电流分量和第二电流分量；其中，所述电压分量为所述汇流母线的电压的50Hz分量，所述第一电流分量为流入所述汇流母线的直流线路电流的50Hz分量，所述第二电流分量为从所述汇流母线流出的直流线路电流的50Hz分量；
当所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向；其中，所述第一功率方向为所述电压分量与所述第一电流分量的功率方向，所述第二功率方向为所述电压分量与所述第二电流分量的功率方向；
根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
作为优选方案，所述根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括：
根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向；
判断在所述方向上是否只有一条直流线路；
若是，则确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路上；
若否，则根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
作为优选方案，所述根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向，具体包括：
当所述汇流母线的所述第一功率方向大于预设的第一功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向小于预设的第二功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流入的方向上；其中，所述第二功率方向阈值小于所述第一功率方向阈值；
当所述汇流母线的所述第一功率方向小于预设的第二功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向大于预设的第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流出的方向上。
作为优选方案，所述根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括：
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流入的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流入的方向上的每一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上；
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流出的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流出的方向上的每一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向是否均大于所述第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上。
作为优选方案，所述根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，具体包括：
根据所述电压分量和所述第一电流分量获得所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第一功率方向：
P1_i＝cos(θ1_i)
其中，P1_i为第i个汇流母线的第一功率方向；θ1_i为第i个汇流母线的所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角；
根据所述电压分量和所述第二电流分量获得所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第二功率方向：
P2_i＝cos(θ2_i)
其中，P2_i为第i个汇流母线的第二功率方向；θ2_i为第i个汇流母线的电压分量和所述第一电流分量之间的夹角。
作为优选方案，所述预设的安全条件为：
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第一电流分量大于预设的电流分量阈值；或者，
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第二电流分量大于预设的电流分量阈值。
为了解决相同的技术问题，相应地，本发明实施例还提供一种交直流碰线故障选线装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的交直流碰线故障选线方法。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有程序，当所述程序运行时，实现上述的交直流碰线故障选线方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种交直流碰线故障选线方法、装置及计算机可读存储介质，通过计算每一汇流母线的电压分量、第一电流分量以及第二电流分量，然后在符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，最后根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，从而实现精准地故障选线，使得能够仅隔离故障线路，而使非故障站恢复运行，进而减少了功率损失，缩小了故障影响范围，具有较强的可操作性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多端直流输电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的交直流碰线故障选线方法的流程示意图；
图3是图2中的步骤S13的具体流程示意图；
图4是本发明实施例提供的交直流碰线故障选线装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图2，是本发明实施例提供的一种交直流碰线故障选线方法的流程示意图。
本实施例提供的所述交直流碰线故障选线方法，适用于多端直流输电系统，所述多端直流输电系统是指三个及以上换流站通过一定联结方式构成的输电系统。具体地，所述系统包括：M个整流站和N个逆变站；所述系统共用L个汇流母线，其中，一个所述汇流母线位于某一个换流站站内，所述汇流母线之间通过直流线路连接；每一所述汇流母线均连接两个直流线路，直流线路电流从其中一个所述直流线路流入该汇流母线，并从该汇流母线流出至另一个所述直流线路；另外，M和N均为大于或等于1的整数，M+N为大于或等于3的整数，L≤M+N。
在本发明实施例中，所述交直流碰线故障选线方法，包括以下步骤S11-S13：
S11、计算所述多端直流输电系统中每一汇流母线的电压分量、第一电流分量和第二电流分量；其中，所述电压分量为所述汇流母线的电压的50Hz分量，所述第一电流分量为流入所述汇流母线的直流线路电流的50Hz分量，所述第二电流分量为从所述汇流母线流出的直流线路电流的50Hz分量。
在具体实施时，基于傅里叶算法计算每一汇流母线的所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量。需要说明的是，还可以采用其他方式计算所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量，本发明在此不做具体限定。
S12、当所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向；其中，所述第一功率方向为所述电压分量与所述第一电流分量的功率方向，所述第二功率方向为所述电压分量与所述第二电流分量的功率方向。
具体地，当所述汇流母线的所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量符合预设的安全条件时，可根据所述电压分量和所述第一电流分量计算该汇流母线的第一功率方向，并根据所述电压分量和所述第二电流分量计算该汇流母线的第二功率方向；通过上述方式可获得每一所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向。
S13、根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
具体地，通过分别比较每一所述汇流母线的所述第一功率方向的大小和所述第二功率方向来的大小来确定发生所述直流碰线故障的直流线路，从而完成直流碰线故障选线。
在本发明实施例中，通过计算每一汇流母线的电压分量、第一电流分量以及第二电流分量，然后在符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，最后根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，从而实现精准地故障选线，使得能够仅隔离故障线路，而使非故障站恢复运行，进而减少了功率损失，缩小了故障影响范围，具有较强的可操作性。
优选地，在步骤S12中，所述预设的安全条件为：
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第一电流分量大于预设的电流分量阈值；或者，
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第二电流分量大于预设的电流分量阈值。
需要说明的是，本实施例的所述电压分量阈值和所述电流分量阈值均可以根据实际使用情况设置，例如可以根据交直流碰线保护的定值选取。优选地，本实施例中所述电压分量阈值为0.2pu；所述电流分量阈值为0.15pu。
进一步地，在步骤S12中，所述根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，具体包括以下步骤S121-S122：
S121、根据所述电压分量和所述第一电流分量获得所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第一功率方向：
P1_i＝cos(θ1_i)
其中，P1_i为第i个汇流母线的第一功率方向；θ1_i为第i个汇流母线的所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角；
S122、根据所述电压分量和所述第二电流分量获得所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第二功率方向：
P2_i＝cos(θ2_i)
其中，P2_i为第i个汇流母线的第二功率方向；θ2_i为第i个汇流母线的电压分量和所述第一电流分量之间的夹角。
需要说明的是，本发明实施例对步骤S121和步骤S122之间的执行顺序不做限制；如，可先执行步骤S122，再执行步骤S122，也可以同时执行步骤S121和步骤S122。
如图3所示，优选地，在步骤S13中，所述根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括以下步骤S131-S134：
S131、根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向。
可以理解的，在所述多端直流输电系统中，以直流线路电流的方向作为所述多端直流系统的方向，基于直流线路电流的方向，一条所述汇流母线能够将所述多端直流输电系统分为两个区域，其中，一个区域位于该汇流母线的电流流入的方向，另一区域位于该汇流母线的电流流出的方向。因此，在步骤S131中，可以根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向来确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流入的方向，还是位于该汇流母线的电流流出的方向，从而确定所述交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的区域。
优选地，在步骤S131中，所述根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向，具体包括：
当所述汇流母线的所述第一功率方向大于预设的第一功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向小于预设的第二功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流入的方向上；其中，所述第二功率方向阈值小于所述第一功率方向阈值；
当所述汇流母线的所述第一功率方向小于预设的第二功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向大于预设的第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流出的方向上。
需要说明的是，所述第一功率方向阈值和所述第二功率方向阈值均可以根据实际使用情况设置。优选地，本实施例中0＜Δ1＜1，-1＜Δ2＜0；其中，Δ1为所述第一功率方向阈值，Δ2为所述第二功率方向阈值。
此外，当所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，或，当所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向均小于所述第二功率方向阈值时，确定故障发生于换流站内，该故障不属于所述交直流碰线故障。
S132、判断在所述方向上是否只有一条直流线路。
具体地，当确定所述交直流碰线故障位于某一汇流母线的电流流入的方向上时，判断在所述多端直流输电系统中，在该汇流母线的电流流入的方向上是否仅有一条直流线路；当确定所述交直流碰线故障位于某一汇流母线的电流流出的方向上时，判断在所述多端直流输电系统中，在该汇流母线的电流流出的方向上是否仅有一条直流线路。
S133、若是，则确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路上。
具体地，当判定在该汇流母线的电流流入的方向上仅有一条直流线路时，确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路上；当判定在该汇流母线的电流流出的方向上仅有一条直流线路时，确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路上。可以理解的，例如，在一多端直流输电系统中，直流线路1、汇流母线11、直流线路2、汇流母线12、直流线路3依次连接，且电流依次流经所述直流线路1、所述汇流母线11、所述直流线路2、所述汇流母线12和所述直流线路3；在该系统中，在所述汇流母线11的电流流入的方向上只有一条所述直流线路1，在所述汇流母线12的电流流出的方向上只有一条所述直流线路3，因此，当判定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线11的电流流入的方向上时，可确定所述交直流碰线故障发生于所述直流线路1上；当判定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线12的电流流出的方向上时，可确定所述交直流碰线故障发生于所述直流线路3上。
S134、若否，则根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
具体地，在确定所述方向上至少存在两条直流线路时，可以根据位于该方向上的每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
优选地，在步骤S134中，所述根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括：
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流入的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流入的方向上的每一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上；
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流出的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流出的方向上的每一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向是否均大于所述第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上。
可以理解的，例如，在一多端直流输电系统中，直流线路1、汇流母线11、直流线路2、汇流母线12、直流线路3、汇流母线13和直流线路4依次连接，且电流依次流经所述直流线路1、所述汇流母线11、所述直流线路2、所述汇流母线12、所述直流线路3、汇流母线13和直流线路4；在该系统中，当确定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线12的电流流入的方向上时，判断所述汇流母线12的第一功率方向以及与所述汇流母线12相邻的所述汇流母线11的第二功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值；当判定出所述汇流母线12的第一功率方向以及所述汇流母线11的第二功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于所述汇流母线12和所述汇流母线11之间的直流线路2上；
当确定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线11的电流流出的方向上时，沿电流的方向，依次判断所述汇流母线11的第二功率方向以及与所述汇流母线11相邻的所述汇流母线12的第一功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值、判断所述汇流母线12的第二功率方向以及与所述汇流母线12相邻的所述汇流母线13的第一功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值；当判定出所述汇流母线12的第二功率方向以及所述汇流母线13的第一功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于所述汇流母线12和所述汇流母线13之间的直流线路3上。
在本发明实施例中，通过步骤S131-S134能够确定所述交直流碰线故障的具体位置，从而实现精准地故障选线；且在确定发生所述交直流碰线故障的直流线路后，可仅隔离发生故障的直流线路，而使非故障区域正常运行，从而使得在多端直流输电系统发生交直流碰线故障后，能够减少功率损失，并缩小了故障影响范围。
下面为了方便说明，仅以所述多端直流输电系统具有1个整流站、3个逆变站和2条汇流母线为例对本发明实施例的技术方案进行详细描述，但本发明提供的所述交直流碰线故障选线方法并不仅适用于该多端直流输电系统。
如图1所示，以M＝1、N＝3、L＝2为例，所述多端直流输电系统包括：整流站A、逆变站B、逆变站C和逆变站D，该多端系统的线路包含连接整流站A和逆变站B的直流线路1、连接逆变站B和逆变站C的直流线路2以及连接逆变站C和逆变站D的直流线路3。具体地，所述逆变站B站内具有汇流母11，所述逆变站C站内具有汇流母线12，所述直流线路1和所述直流线路2分别连接于位于所述逆变站B内的所述汇流母线11，所述直流线路2与所述直流线路3分别连接于位于所述逆变站C内的所述汇流母线12，电流依次流经所述直流线路1、汇流母线11、直流线路2、汇流母线12和直流线路3。故障点F1位于所述直流线路1上，故障点F2位于所述直流线路2上，故障点F3位于所述直流线路3上，所述直流线路1上设置有末端电流测点IdL1_1，用于测量流入所述汇流母线11的直流线路电流；所述直流线路2上设有首端电流测量点IdL2_1和末端测量点IdL1_2，所述首端电流测量点IdL2_1用于测量从所述汇流母线流出11的直流线路电流，所述末端测量点IdL1_2用于测量流入所述汇流母线12的直流线路电流；所述直流线路3上设有首端测量点IdL2_2，用于测量从所述汇流母线12流出的直流线路电流；所述汇流母线11上设有汇流母线电压测点UdBus_1，所述汇流母线12上设有汇流母线电压测点UdBus_2。
本实施例的所述交直流碰线故障选线方法，具体为：
第一步，基于傅里叶算法计算所述汇流母线11的电压分量、第一电流分量和第二电流分量；并基于傅里叶算法计算所述汇流母线12的电压分量、第一电流分量和第二电流分量。
第二步，当所述汇流母线11的电压分量、第一电流分量和第二电流分量满足下式：
Figure BDA0002256364820000131
其中，UdBus_1_50Hz为所述汇流母线11的电压分量；U_set为所述电压分量阈值；IdL1_1_50Hz为所述汇流母线11的第一电流分量；IdL2_1_50Hz为所述汇流母线11的第二电流分量；I_set为所述电流分量阈值；
进一步通过以下公式计算所述汇流母线11的第一功率方向和第二功率方向：
P1_1＝cos(θ1_1)
P2_1＝cos(θ2_1)
其中，P1_1为所述汇流母线11的第一功率方向；θ1_1为所述汇流母线11的电压分量与所述汇流母线11的第一电流分量之间的夹角；P2_1为所述汇流母线11的第二功率方向；θ2_1为所述汇流母线11的电压分量与所述汇流母线11的第二电流分量之间的夹角。
当所述汇流母线12的电压分量、第一电流分量和第二电流分量满足下式：
Figure BDA0002256364820000132
其中，UdBus_2_50Hz为所述汇流母线12的电压分量；U_set为所述电压分量阈值；IdL1_2_50Hz为所述汇流母线12的第一电流分量；IdL2_2_50Hz为所述汇流母线12的第二电流分量；I_set为所述电流分量阈值；
进一步通过以下公式计算所述汇流母线12的第一功率方向和第二功率方向：
P1_2＝cos(θ1_2)
P2_2＝cos(θ2_2)
其中，P1_2为所述汇流母线12的第一功率方向；θ1_2为所述汇流母线12的电压分量与所述汇流母线12的第一电流分量之间的夹角；P2_2为所述汇流母线12的第二功率方向；θ2_2为所述汇流母线12的电压分量与所述汇流母线12的第二电流分量之间的夹角。
第三步，根据述汇流母线11的第一功率方向和第二功率方向、所述汇流母线12的第一功率方向和第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
下面为了方便说明，结合图1，分别以直流线路1处发生交直流碰线故障F1，直流线路2处发生交直流碰线故障F2为例对上述第三步进行详细描述：
(1)在所述多端直流输电系统中，所述直流线路1处发生交直流碰线故障F1。
在上述第三步中，首先，由所述汇流母线11的所述第一功率方向和所述第二功率方向满足：P1_1＞Δ1，且P2_1＜Δ2，可确定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线11的电流流入的方向上；其中，P1_1为所述汇流母线11的第一功率方向；P2_1为所述汇流母线11的第二功率方向；Δ1为所述第一功率方向阈值，Δ2为所述第二功率方向阈值。
然后，判断在所述汇流母线11的电流流入的方向上是否只有一条直流线路；当判定出在所述汇流母线11的电流流入的方向上只有一条所述直流线路1时，可确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路1上。
(2)在所述多端直流输电系统中，所述直流线路2处发生交直流碰线故障F2。
在上述第三步中，首先，由所述汇流母线11的所述第一功率方向和所述第二功率方向满足：P1_1＜Δ2，且P2_1＞Δ1，可确定所述交直流碰线故障位于所述汇流母线11的电流流出的方向上；其中，P1_1为所述汇流母线11的第一功率方向；P2_1为所述汇流母线11的第二功率方向；Δ1为所述第一功率方向阈值，Δ2为所述第二功率方向阈值。
然后，判断在所述汇流母线11的电流流出的方向上是否只有一条直流线路；当判定出在所述汇流母线11的电流流出的方向上分别有所述直流线路2和所述直流线路3，即不仅只有一条直流线路时，依次判断位于所述汇流母线11的电流流出的方向上的每一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向是否大于所述第一功率方向阈值；具体地，由于所述汇流母线11和所述汇流母线12依次位于所述汇流母线11的电流流出的方向上，因此，可判断所述汇流母线11的第二功率方向和所述汇流母线12的第一功率方向是否大于所述第一功率方向阈值；当判定出所述汇流母线11的第二功率方向和所述汇流母线12的第一功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，可确定所述交直流碰线故障发生于所述汇流母线11和所述汇流母线12之间的所述直流线路2上。
参见图4，本发明另一实施例对应提供了一种交直流碰线故障选线装置。
本发明实施例提供的所述交直流碰线故障选线装置100，包括处理器101、存储器102以及存储在所述存储器102中且被配置为由所述处理器101执行的计算机程序，所述处理器101执行所述计算机程序时实现上述的交直流碰线故障选线方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器102中，并由所述处理器101执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述交直流碰线故障选线装置100中的执行过程。
所称处理器101可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器102可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器101通过运行或执行存储在所述存储器102内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器102内的数据，实现所述交直流碰线故障选线装置100的各种功能。所述存储器102可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述交直流碰线故障选线装置1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
综上，本发明提供一种交直流碰线故障选线方法、装置及存储介质，通过计算每一汇流母线的电压分量、第一电流分量以及第二电流分量，然后在符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，最后根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，从而实现精准地故障选线，使得能够仅隔离故障线路，而使非故障站恢复运行，进而减少了功率损失，缩小了故障影响范围，具有较强的可操作性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种交直流碰线故障选线方法，适用于多端直流输电系统，其特征在于，所述交直流碰线故障选线方法包括：
计算所述多端直流输电系统中每一汇流母线的电压分量、第一电流分量和第二电流分量；其中，所述电压分量为所述汇流母线的电压的50Hz分量，所述第一电流分量为流入所述汇流母线的直流线路电流的50Hz分量，所述第二电流分量为从所述汇流母线流出的直流线路电流的50Hz分量；
当所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量符合预设的安全条件时，根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向；其中，所述第一功率方向为所述电压分量与所述第一电流分量的功率方向，所述第二功率方向为所述电压分量与所述第二电流分量的功率方向；
根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
2.如权利要求1所述的交直流碰线故障选线方法，其特征在于，所述根据每一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括：
根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向；
判断在所述方向上是否只有一条直流线路；
若是，则确定所述交直流碰线故障发生于该直流线路上；
若否，则根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路。
3.如权利要求2所述的交直流碰线故障选线方法，其特征在于，所述根据任一所述汇流母线的所述第一功率方向和所述第二功率方向确定交直流碰线故障在所述多端直流输电系统中的方向，具体包括：
当所述汇流母线的所述第一功率方向大于预设的第一功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向小于预设的第二功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流入的方向上；其中，所述第二功率方向阈值小于所述第一功率方向阈值；
当所述汇流母线的所述第一功率方向小于预设的第二功率方向阈值，且所述汇流母线的所述第二功率方向大于预设的第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障位于该汇流母线的电流流出的方向上。
4.如权利要求3所述的交直流碰线故障选线方法，其特征在于，所述根据位于所述方向上的每一所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向确定发生交直流碰线故障的直流线路，具体包括：
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流入的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流入的方向上的每一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向是否均大于预设的第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第一功率方向以及与其相邻的汇流母线的第二功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上；
当所述交直流碰线故障位于一汇流母线的电流流出的方向上时，依次判断位于该汇流母线的电流流出的方向上的每一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向是否均大于所述第一功率方向阈值；
当判定任一所述汇流母线的第二功率方向以及与其相邻的汇流母线的第一功率方向均大于所述第一功率方向阈值时，确定所述交直流碰线故障发生于该汇流母线和该相邻的汇流母线之间的直流线路上。
5.如权利要求1所述的交直流碰线故障选线方法，其特征在于，所述根据所述电压分量、所述第一电流分量和所述第二电流分量分别计算所述汇流母线的第一功率方向和第二功率方向，具体包括：
根据所述电压分量和所述第一电流分量获得所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第一功率方向：
P1_i＝cos(θ1_i)
其中，P1_i为第i个汇流母线的第一功率方向；θ1_i为第i个汇流母线的所述电压分量和所述第一电流分量之间的夹角；
根据所述电压分量和所述第二电流分量获得所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，并根据所述电压分量和所述第二电流分量之间的夹角，通过以下公式计算所述汇流母线的第二功率方向：
P2_i＝cos(θ2_i)
其中，P2_i为第i个汇流母线的第二功率方向；θ2_i为第i个汇流母线的电压分量和所述第一电流分量之间的夹角。
6.如权利要求1-5任一项所述的交直流碰线故障选线方法，其特征在于，所述预设的安全条件为：
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第一电流分量大于预设的电流分量阈值；或者，
所述电压分量大于预设的电压分量阈值，且所述第二电流分量大于预设的电流分量阈值。
7.一种交直流碰线故障选线装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的交直流碰线故障选线方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序，当所述程序运行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的交直流碰线故障选线方法。
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