CN111224386A - 纵联保护方法、系统及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电网保护技术领域，公开了一种纵联保护方法、系统及终端设备，包括：根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；获取目标线路的两极参数，根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。本发明具有较强的抗过渡电阻及噪声干扰能力，无保护死区，且无需同步。

Description

纵联保护方法、系统及终端设备
技术领域
本发明属于电网保护技术领域，尤其涉及一种纵联保护方法、系统及终端设备。
背景技术
直流输电技术作为可再生能源并网、大容量远距离电能输送的可靠手段，受到了广泛重视。“网孔结构”的多端直流电网形成“一点对多点”和“多点对一点”的网络拓扑，具有换流站数量少、传输方式灵活等优势，更加符合直流输电未来的发展方向。但是，直流线路发生故障时，故障电流迅速上升，加之拓扑中其它支路的助增等影响，对继电保护系统，尤其是线路保护的设计提出了巨大挑战。
现有技术中，对多端直流输电系统的线路保护通常分为两大类，一类为单元保护，另一类为非单元保护，但是，单元保护对同步的要求较高，非单元保护耐受过渡电阻有限。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种纵联保护方法、系统及终端设备，以解决现有技术中，单元保护对同步的要求较高，非单元保护耐受过渡电阻有限的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种纵联保护方法，包括：
获取各线路的采样参数，根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。
本发明实施例的第二方面提供了一种纵联保护系统，包括：
故障判断模块，用于获取各线路的采样参数，根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
幅值积分计算模块，用于若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
保护方式确定模块，用于获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述纵联保护方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如第一方面所述纵联保护方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障，若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值，获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。本发明实施例利用行波突变量能量设计相应的启动判据，实现对故障的有效检测，基于前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，以及正负极电压和方差比值确定保护方式，具有较强的抗过渡电阻及噪声干扰能力，无保护死区，且无需同步。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的纵联保护方法的实现流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的四端直流输电系统模型的示意图；
图3是本发明一实施例提供的四端直流输电系统模型的相关参数的示意图，其中，图3(a)是四端直流输电系统模型的传输线空间参数的示意图，图3(b)是四端直流输电系统模型的土壤参数和传输线位置分布示意图；
图4是本发明一实施例提供的区内单极接地故障时线路1两端保护的行波波形示意图，其中，图4(a)是区内单极接地故障时线路1的保护B11处行波能量的示意图，图4(b)是区内单极接地故障时线路1的保护B12处行波能量的示意图，图4(c)是区内单极接地故障时线路1的保护B11处前反行波的示意图，图4(d)是区内单极接地故障时线路1的保护B12处前反行波的示意图；
图5是本发明一实施例提供的区内单极接地故障时线路1两端保护的电压波形示意图，其中，图5(a)是区内单极接地故障时线路1的保护B11处电压波形的示意图，图5(b)是区内单极接地故障时线路1的保护B12处电压波形的示意图；
图6是本发明一实施例提供的区内双极短路故障时线路1两端保护的行波波形示意图，其中，图6(a)是区内双极短路故障时线路1的保护B11处行波能量的示意图，图6(b)是区内双极短路故障时线路1的保护B12处行波能量的示意图，图6(c)是区内双极短路故障时线路1的保护B11处前反行波的示意图，图6(d)是区内双极短路故障时线路1的保护B12处前反行波的示意图；
图7是本发明一实施例提供的区内双极短路故障时线路1两端保护的电压波形示意图，其中，图7(a)是区内双极短路故障时线路1的保护B11处电压波形的示意图，图7(b)是区内双极短路故障时线路1的保护B12处电压波形的示意图；
图8是本发明一实施例提供的线路2极间短路故障时线路1两端保护的行波波形示意图，其中，图8(a)是线路2极间短路故障时线路1的保护B11处行波能量的示意图，图8(b)是线路2极间短路故障时线路1的保护B12处行波能量的示意图，图8(c)是线路2极间短路故障时线路1的保护B11处前反行波的示意图，图8(d)是线路2极间短路故障时线路1的保护B12处前反行波的示意图；
图9是本发明一实施例提供的区外极间短路故障时线路1两端保护的行波波形示意图，其中，图9(a)是区外极间短路故障时线路1的保护B11处行波能量的示意图，图9(b)是区外极间短路故障时线路1的保护B12处行波能量的示意图，图9(c)是区外极间短路故障时线路1的保护B11处前反行波的示意图，图9(d)是区外极间短路故障时线路1的保护B12处前反行波的示意图；
图10是本发明一实施例提供的纵联保护系统的示意框图；
图11是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明一实施例提供的纵联保护方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明实施例的执行主体可以是终端设备。
如图1所示，上述纵联保护方法可以包括以下步骤：
S101：获取各线路的采样参数，根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障。
在本发明的一个实施例中，上述采样参数可以包括各个线路的线模电压的故障分量、各个线路的线模电流的故障分量和线路的线模波阻抗；
上述根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000051
其中，
Figure BDA0002364969420000052
为线路i的端口k的线模前向行波的突变量能量；
Figure BDA0002364969420000053
为线路i的端口k的线模反向行波的突变量能量；Δu1i(k)为线路i的端口k的线模电压的故障分量；Δi1i(k)为线路i的端口k的线模电流的故障分量；Zl1为线路的线模波阻抗；i为线路编号；k为线路端口号。
其中，k的取值可以是1或2，分别表示线路的首端或末端，例如，k＝1，表示线路首端，k＝2，表示线路末端。
在本发明的一个实施例中，上述根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障，包括：
确定各线路分别对应的线模前向行波的突变量能量阈值和线模反向行波的突变量能量阈值；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，或该线路的线模反向行波的突变量能量大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路发生故障；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量不大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，且该线路的线模反向行波的突变量能量不大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路未发生故障。
在本发明实施例中，首先进行信号提取及计算。通过本地保护采集两极电压与电流，通过凯伦贝尔变换，合成线模行波和零模行波，并计算线模前行波的突变量能量和线模反行波的突变量能量。其中，前行波也可以称为正行波。
具体地，获取各个线路的各个端口的线模电压的故障分量、各个线路的各个端口的线模电流的故障分量和线路的线模波阻抗等采样参数，根据获取的采样参数和式(1)计算各个线路的各个端口的线模前向行波的突变量能量和各个线路的各个端口的线模反向行波的突变量能量。
确定各线路的各个端口分别对应的线模前向行波的突变量能量阈值
Figure BDA0002364969420000061
和线模反向行波的突变量能量阈值
Figure BDA0002364969420000062
具体地，通过仿真或者计算得到各个线路的各个端口在线路金属性接地故障、经高阻接地故障和加入噪声干扰等情况下的突变量能量的最小值，该最小值乘以可靠系数得到各个线路的各个端口的突变量能量阈值。其中，前向行波的突变量能量的最小值乘以可靠系数得到前向行波的突变量能量阈值，反向行波的突变量能量的最小值乘以可靠系数得到反向行波的突变量能量阈值，可靠系数可以是略大于1的数值。
若某一线路的线模前向行波的突变量能量大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，或该线路的线模反向行波的突变量能量大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路发生故障，将发生故障的线路称为目标线路。具体地，若某一线路的某个端口的线模前向行波的突变量能量大于该线路的该端口的线模前向行波的突变量能量阈值，或该线路的该端口的线模反向行波的突变量能量大于该线路的该端口的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路的该端口发生故障。
若某一线路的线模前向行波的突变量能量不大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，且该线路的线模反向行波的突变量能量不大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路未发生故障。具体地，若某一线路的某一端口的线模前向行波的突变量能量不大于该线路的该端口的线模前向行波的突变量能量阈值，且该线路的该端口的线模反向行波的突变量能量不大于该线路的该端口的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路的该端口未发生故障。
S102：若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值。
在本发明实施例中，若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录该保护启动时刻以及对应的时间窗长短。具体地，若确定目标线路的某一端口发生故障，则控制目标线路的该端口对应的保护启动，并记录目标线路的该端口对应的保护启动时刻以及对应的时间窗长短。
根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的线模前向行波的幅值积分和线模反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值。
其中，保护可以指用来保护线路的装置或设备等。时间窗为时间长度。
在本发明的一个实施例中，上述根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值，包括：
获取目标线路的前向行波的电压采样值、目标线路的反向行波的电压采样值和电压采样频率；
根据目标线路的前向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分；
根据目标线路的反向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分；
计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分与目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分的比值，得到第一比值。
在本发明的一个实施例中，根据目标线路的前向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000081
其中，
Figure BDA0002364969420000082
为目标线路A的端口k在时间窗内的前向行波的幅值积分，A为目标线路编号，k为线路端口号；Ts为电压采样频率；u+(mTs)为第m+1个前向行波的电压采样值；m为电压采样值的编号，取值范围为[0，M]，M＝(τAk-tAk)/Ts，tAk为目标线路A的端口k对应的保护启动时刻，τAk为目标线路A的端口k的时间窗，
Figure BDA0002364969420000083
(可选地，上式取等号得到τAk的时长)，lA为目标线路A的长度，v为线模波速度，lAkb为保护BAk背侧线路的长度，BAk为目标线路A的端口k处的保护，ten为换流器的极限耐受时间(可选地，ten＝5ms)，top为直流断路器的动作延时时间(可选地，top＝2.5ms)，vc为信号数据在光纤通道的波速度(可选地，vc＝2.04×108m/s)；
根据目标线路的反向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000084
其中，
Figure BDA0002364969420000085
为目标线路A的端口k在所述时间窗内的反向行波的幅值积分，u-(mTs)为第m+1个反向行波的电压采样值。
需要说明的是，目标线路编号用A表示，其与前述线路i采用相同的编号方式，为了区分目标线路和前述线路，采用了不同的符号表示。
在本发明实施例中，基于故障后正反向行波幅值差异，提出基于暂态行波保护判据。具体地，若目标线路的某一端口发生故障，称该端口为目标端口，则获取目标线路的目标端口的前向行波的电压采样值、目标线路的目标端口的反向行波的电压采样值和电压采样频率，其中，前向行波的电压采样值和反向行波的电压采样值的数量可以相同；然后根据目标线路的目标端口的前向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，根据式(2)计算目标线路的目标端口在时间窗内的前向行波的幅值积分；根据目标线路的目标端口的反向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，根据式(3)计算目标线路的目标端口在时间窗内的反向行波的幅值积分；计算目标线路的目标端口在时间窗内的前向行波的幅值积分与目标线路的目标端口在时间窗内的反向行波的幅值积分的比值，得到目标线路的目标端口的第一比值λAk。
在式(2)和(3)中，tAk可以认为是行波首波头到达目标线路A的端口k的保护安装处的时间点，τAk可以认为是判据中的特征量累积时间。τAk的选取如下：
1)对于区内故障，应保证在[tAk，tAk+τAk]时段内，只检测到本条线路的前、反向波而不受背侧线路反射波的影响。
2)对于相邻线路的区外故障，应保证在[tAk，tAk+τAk]时段内，只检测到背侧线路的折射波，不受本侧线路对端反射波的影响。
3)对于对侧线路的区外故障，应保证在[tAk，tAk+τAk]时段内，线路两侧保护至少有一侧只检测到沿故障点两侧线路传播的初始前行波。考虑最不利的情况：在环网系统中，从故障点看总会存在一个对称点，即从故障点两侧到该对称点的线路长度相等(均为lsum/2，lsum为线路总长度)，此时该对称点所在线路(对侧线路)两侧故障前、反行波均同时出现，故当
Figure BDA0002364969420000091
时，目标线路A至少有一侧满足只检测到前行波，而反行波幅值为零。
4)考虑最严重的故障工况，即区内近区故障时，靠近故障侧的保护能够快速检测到故障行波，但远离故障侧保护需等待线路传播延时。因此，时间窗口应满足约束条件：
Figure BDA0002364969420000101
根据以上原则，可以确定
Figure BDA0002364969420000102
S103：获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。
在本发明的一个实施例中，上述两极参数包括正极电压采样值序列、负极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重；
上述根据两极参数计算正负极电压和方差比值，包括：
根据正极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；
根据负极电压采样值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；
计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差和目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的比值，得到目标线路的正负极电压和方差比值。
在本发明的一个实施例中，根据正极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000103
其中，EA+为目标线路A的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；wn为第n个采样点的权重(可选地，wn取值为1)，n的取值范围为[1，N]，N为采样点的总数；uA+(n)为目标线路A的第n个正极电压采样值；UA+(n)为目标线路A的第n个正极稳态电压的轴线值；
根据负极电压采样值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000111
其中，EA-为目标线路A的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；uA-(n)为目标线路A的第n个负极电压采样值；UA-(n)为目标线路A的第n个负极稳态电压的轴线值。
每个采样点对应一个正极电压采样值、一个负极电压采样值、一个正极稳态电压的轴线值和一个负极稳态电压的轴线值。其中，正极稳态电压的轴线值为正极正常稳态电压的轴线值，负极稳态电压的轴线值为负极正常稳态电压的轴线值。
对于双极直流输电系统而言，其传输容量为单极直流系统容量的2倍，运行方式也更加灵活；且当系统发生单极故障时，健全极仍能正常运行，大大提高了输电可靠性。因此，快速选出故障极，保证非故障极仍能正常输送功率具有重要意义。
本发明实施例引入两极电压与稳态电压轴线值的和方差描述两极电压暂态波形的变化特征，对故障发生后τAk时间内的两级电压与稳态电压轴线值进行和方差计算，并定义正负极电压和方差比值Kp为正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差和负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的比值，根据正负极电压和方差比值识别故障极。
在本发明的一个实施例中，上述根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式，包括：
若第一比值不小于第一预设阈值λset，则判定为区外故障，进行保护复归；
若第一比值小于第一预设阈值，则获取目标线路的对端的第一比值，若目标线路的对端的第一比值不小于第一预设阈值，则判定为区外故障，若目标线路的对端的第一比值小于第一预设阈值，则判定为区内故障；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值大于第二预设阈值Kset，则判定为正极故障，并向正极对应的直流断路器发送动作指令；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值小于第三预设阈值，则判定为负极故障，并向负极对应的直流断路器发送动作指令；其中，第二预设阈值和第三预设阈值的乘积为1；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值不小于第三预设阈值，且正负极电压和方差不大于第二预设阈值，则判定为双极故障，并向正极对应的直流断路器和负极对应的直流断路器均发送动作指令。
在本发明实施例中，第一比值包括目标线路的端口1的第一比值和目标线路的端口2的第一比值。第一比值小于第一预设阈值是指目标线路的端口1的第一比值和目标线路的端口2的第一比值均小于第一预设阈值；第一比值不小于第一预设阈值是指目标线路的端口1的第一比值不小于第一预设阈值或目标线路的端口2的目标比值不小于第一预设阈值。第一预设阈值可以根据实际需求进行设置，综合考虑区内外故障时保护的灵敏度，可以取值1-2之间，优选取值为1.5。
若第一比值不小于第一预设阈值，判定为区外故障，则保护整组复归，并向目标线路对端发送信号。若第一比值小于第一预设阈值，则向目标线路对端发送信号，并等待对端信号到来，若目标线路对端的第一比值不小于第一预设阈值，则判定为区外故障，并返回步骤S101继续执行，若目标线路对端的第一比值小于第一预设阈值，则判定为区内故障。判定为区内故障后，根据正负极电压和方差比值确定故障极，并向故障极对应的直流断路器发送动作指令。其中，动作指令可以是跳闸指令。双极故障是指正极和负极均发生故障。
第二预设阈值为设定的可靠系数，可以根据实际需求进行设置。考虑一定的裕度，该值一般可设为略大于1的一个值，例如，可以设定为1.3，对应的第三预设阈值为1/1.3。
由上述描述可知，本发明实施例利用行波突变量能量设计相应的启动判据，实现对故障的有效检测；利用环状直流电网线模行波的传播特征，基于暂态前、反行波幅值积分的比值设计动作判据，实现对故障的识别与隔离；利用两极电压与稳态电压轴线值的和方差的比值实现故障选极，能够可靠识别并隔离区内单极接地故障与极间故障，并实现故障选极；具有较强的抗过渡电阻及噪声干扰能力，无保护死区；区外故障场景下，能够可靠制动，保证保护的选择性；利用多端柔直电网自身的结构特性，无需在线路两侧加装直流电抗器构造边界，降低了系统建设成本；无需数据同步，仅需传输判断结果，数据通信量小，对通信通道的要求低。动作时间最长约2.5ms，具有较好的速动性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
表1多端柔直电网保护整定值
Figure BDA0002364969420000131
在一个具体的应用场景中，建立图2所示的四端直流输电系统模型，采样频率为100kHz，线路长度及参数见图3，计算得线模行波波速度为2.95×108m/s。在此首先对影响保护性能的若干参数取值进行分析，并对保护进行整定，各保护整定值及线路基本信息列于表1。
1、区内故障
1)单极接地故障
以在线路1的中点处正极金属性短路故障为例，故障时刻设为0s，记录突变能量启动判据的动作情况以及前反行波波形如图4所示。距离两端保护B11和B12的线路长度分别为l11、l12，线路1～4的长度分别为l1～l4。uab +/-n表示到达各保护处的故障行波。其中，a表示线路编号，b代表线路两端(1、2分别代表该段线路的首段和末端)，+/-表示前/反行波。t11为初始故障反行波u11 -1到达保护B11的时刻。
由图4(a)、图4(b)可知，保护B11与B12的反行波能量超过整定值，且均于0.34ms启动。在启动后的一段时间内，前反行波同时出现，且反行波的幅值大于前行波。以启动时刻为起点，向后截取长度为τAk的行波数据，如图4(c)、图4(d)，分别求取前、反行波幅值积分的比值。
同时计算该时间窗内正负极电压与稳态电压轴线值(即±500kV)的和方差，正负极电压如图5所示。区内单极接地故障计算结果列于表2中。
表2区内单极接地故障计算结果
Figure BDA0002364969420000141
根据动作判据，保护B11与保护B12分别于1.495ms、1.595ms跳开正极断路器。此时故障线路两侧保护能正确选极并可靠动作，隔离故障线路，排除区内故障。
2)双极短路故障
设线路1的中点处发生双极金属性短路故障，记录突变能量启动判据的动作情况，以及前、反行波波形如图6所示。
由图6(a)、图6(b)可知，保护B11与B12的反行波能量超过整定值，且均于0.33ms启动。截取此时刻后保护窗长的前行波和反行波波形，如图6(c)、图6(d)，分别求取前、反行波幅值积分的比值。
与此同时计算τAk窗长内正负极电压与稳态电压轴线值的和方差，如图7所示。区内双极短路故障计算结果列于表3中。
表3区内双极短路故障计算结果
Figure BDA0002364969420000142
可见，故障线路两侧保护均能正确选极并可靠动作，并分别于1.485ms、1.585ms跳开两极路器，实现故障线路的隔离。
2、区外故障
1)相邻线路故障
考虑到区外故障时最恶劣的情况为线路2首端，即保护B21出口处发生短路故障，故障类型为双极金属性短路故障。依旧考察突变能量启动判据的动作情况以及前、反行波波形，如图8所示。
由图8(a)、图8(b)可知，保护B12的前行波判据与B11的反行波判据分别于0.02ms、0.64ms启动。启动后的一段时间内，保护B12处仅出现前行波，反行波幅值约为0；保护B11处前、反行波同时出现，且反行波幅值大于前行波。以启动时刻为起点，向后截取长度为τAk的行波数据，如图8(c)、图8(d)，分别求取前、反行波幅值积分的比值。计算结果为λ11＝0.0441、λ12＝35.1581。
可见，保护B12能正确识别区外故障，并发送闭锁信号至保护B11处，两侧保护整组复归。
2)对侧线路故障
当故障点沿两侧线路至被保护线路中点距离相同时，可利用的时间窗口最短。此处考虑最不利的情况，将故障设置为线路3内距离保护B31约54km处发生双极短路故障，考察线路1两侧保护突变能量启动判据的动作情况以及前反行波波形，如图9所示。
由图9(a)、图9(b)可知，保护保护B11与B12的反行波能量超过整定值，且均于0.34ms启动。在启动后的一段时间内，两侧保护仅能检测到前行波，反行波幅值约为0。以启动时刻为起点，向后截取长度为τAk的行波数据，如图9(c)、图9(d)，分别求取前、反行波幅值积分的比值。计算结果为λ11＝36.7719、λ12＝39.0379，可见，保护B11与保护B12均能正确识别区外故障，两侧保护整组复归。
3、相关因素分析
1)过渡电阻的影响
单极接地故障场景下，直流系统的地模网络与线模网络将会在故障点出交汇，线模行波的等效阻抗增大、幅值降低，此时对线模行波信息获取的要求更加苛刻。因此，分析保护的抗过渡电阻能力时，仅考虑单极接地故障。
以线路1保护为例，故障点位置以百分比表示，为故障点距离线路首段的距离与线路全长的比值，仿真结果如表4所示。由表4不难看出，在发生不同场景的区内外故障情况下，所提保护方案能正确识别并隔离故障。在过渡电阻达到300Ω时，保护仍能可靠动作，可见本方案具有较强的抗过渡电阻能力。
表4不同故障电阻的区内外故障仿真结果
Figure BDA0002364969420000161
2)抗干扰能力
以线路1保护为例，对所采集到的电流及电压信号施加噪声，针对不同故障点及信噪比的情况下，仿真验证所提保护方案的可靠性，结果如表5所示。
可见，无论是区内还是区外，在信噪比达到20db时，保护仍能正确识别故障，具有较强的抗噪声干扰能力。
表5不同信噪比的区内外故障仿真结果
Figure BDA0002364969420000171
图10是本发明一实施例提供的纵联保护系统的示意框图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
在本发明实施例中，纵联保护系统20可以包括故障判断模块201、幅值积分计算模块202和保护方式确定模块203。
其中，故障判断模块201，用于获取各线路的采样参数，根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
幅值积分计算模块202，用于若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
保护方式确定模块203，用于获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。
可选地，在故障判断模块201中，采样参数包括各个线路的线模电压的故障分量、各个线路的线模电流的故障分量和线路的线模波阻抗；
根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000181
其中，
Figure BDA0002364969420000182
为线路i的端口k的线模前向行波的突变量能量；
Figure BDA0002364969420000183
为线路i的端口k的线模反向行波的突变量能量；Δu1i(k)为线路i的端口k的线模电压的故障分量；Δi1i(k)为线路i的端口k的线模电流的故障分量；Zl1为线路的线模波阻抗；i为线路编号；k为线路端口号。
可选地，故障判断模块201，还可以用于：
确定各线路分别对应的线模前向行波的突变量能量阈值和线模反向行波的突变量能量阈值；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，或该线路的线模反向行波的突变量能量大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路发生故障；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量不大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，且该线路的线模反向行波的突变量能量不大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路未发生故障。
可选地，幅值积分计算模块202，还可以用于：
获取目标线路的前向行波的电压采样值、目标线路的反向行波的电压采样值和电压采样频率；
根据目标线路的前向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分；
根据目标线路的反向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分；
计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分与目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分的比值，得到第一比值。
可选地，在幅值积分计算模块202中，根据目标线路的前向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000191
其中，
Figure BDA0002364969420000192
为目标线路A的端口k在时间窗内的前向行波的幅值积分，A为目标线路编号，k为线路端口号；Ts为电压采样频率；u+(mTs)为第m+1个前向行波的电压采样值；m为电压采样值的编号，取值范围为[0，M]，M＝(τAk-tAk)/Ts，tAk为目标线路A对应的保护启动时刻，τAk为目标线路A的时间窗，
Figure BDA0002364969420000193
lA为目标线路A的长度，v为线模波速度，lAkb为保护BAk背侧线路的长度，BAk为目标线路A的端口k处的保护，ten为换流器的极限耐受时间，top为直流断路器的动作延时时间，vc为信号数据在光纤通道的波速度；
根据目标线路的反向行波的电压采样值、电压采样频率和保护启动时刻，计算目标线路在时间窗内的反向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000194
其中，
Figure BDA0002364969420000195
为目标线路A的端口k在时间窗内的反向行波的幅值积分，u-(mTs)为第m+1个反向行波的电压采样值。
可选地，两极参数包括正极电压采样值序列、负极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重；
保护方式确定模块203，还可以用于：
根据正极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；
根据负极电压采样值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；
计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差和目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的比值，得到目标线路的正负极电压和方差比值。
可选地，在保护方式确定模块203中，根据正极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000201
其中，EA+为目标线路A的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；wn为第n个采样点的权重，n的取值范围为[1，N]，N为采样点的总数；uA+(n)为目标线路A的第n个正极电压采样值；UA+(n)为目标线路A的第n个正极稳态电压的轴线值；
根据负极电压采样值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重，计算目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure BDA0002364969420000202
其中，EA-为目标线路A的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；uA-(n)为目标线路A的第n个负极电压采样值；UA-(n)为目标线路A的第n个负极稳态电压的轴线值。
可选地，保护方式确定模块203，还可以用于：
若第一比值不小于第一预设阈值，则判定为区外故障，进行保护复归；
若第一比值小于第一预设阈值，则获取目标线路的对端的第一比值，若目标线路的对端的第一比值不小于第一预设阈值，则判定为区外故障，若目标线路的对端的第一比值小于第一预设阈值，则判定为区内故障；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值大于第二预设阈值，则判定为正极故障，并向正极对应的直流断路器发送动作指令；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值小于第三预设阈值，则判定为负极故障，并向负极对应的直流断路器发送动作指令；其中，第二预设阈值和第三预设阈值的乘积为1；
若判定为区内故障，且正负极电压和方差比值不小于第三预设阈值，且正负极电压和方差不大于第二预设阈值，则判定为双极故障，并向正极对应的直流断路器和负极对应的直流断路器均发送动作指令。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述纵联保护系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图11是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图11所示，该实施例的终端设备30包括：一个或多个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器302中并可在所述处理器301上运行的计算机程序303。所述处理器301执行所述计算机程序303时实现上述各个纵联保护方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，所述处理器301执行所述计算机程序303时实现上述纵联保护系统实施例中各模块/单元的功能，例如图10所示模块201至203的功能。
示例性地，所述计算机程序303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302中，并由所述处理器301执行，以完成本申请。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303在所述终端设备30中的执行过程。例如，所述计算机程序303可以被分割成故障判断模块、幅值积分计算模块和保护方式确定模块，各模块具体功能如下：
故障判断模块，用于获取各线路的采样参数，根据采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
幅值积分计算模块，用于若确定目标线路发生故障，则控制目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据保护启动时刻计算目标线路在时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
保护方式确定模块，用于获取目标线路的两极参数，并根据两极参数计算正负极电压和方差比值，根据第一比值和正负极电压和方差比值确定保护方式。
其它模块或者单元可参照图10所示的实施例中的描述，在此不再赘述。
所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备30包括但不仅限于处理器301、存储器302。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是终端设备30的一个示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备30还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器301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)、现场可编程门阵列(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302可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器302也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器302还可以既包括终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器302用于存储所述计算机程序303以及所述终端设备30所需的其他程序和数据。所述存储器302还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的纵联保护系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的纵联保护系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/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，本申请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-Only Memory)、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是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种纵联保护方法，其特征在于，包括：
获取各线路的采样参数，根据所述采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据所述各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
若确定目标线路发生故障，则控制所述目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据所述保护启动时刻计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
获取所述目标线路的两极参数，并根据所述两极参数计算正负极电压和方差比值，根据所述第一比值和所述正负极电压和方差比值确定保护方式。
2.根据权利要求1所述的纵联保护方法，其特征在于，所述采样参数包括各个线路的线模电压的故障分量、各个线路的线模电流的故障分量和线路的线模波阻抗；
所述根据所述采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量的计算公式为：
Figure FDA0002364969410000011
其中，
Figure FDA0002364969410000012
为线路i的端口k的线模前向行波的突变量能量；
Figure FDA0002364969410000013
为线路i的端口k的线模反向行波的突变量能量；Δu1i(k)为线路i的端口k的线模电压的故障分量；Δi1i(k)为线路i的端口k的线模电流的故障分量；Zl1为所述线路的线模波阻抗；i为线路编号；k为线路端口号。
3.根据权利要求1所述的纵联保护方法，其特征在于，所述根据所述各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障，包括：
确定各线路分别对应的线模前向行波的突变量能量阈值和线模反向行波的突变量能量阈值；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，或该线路的线模反向行波的突变量能量大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路发生故障；
若某一线路的线模前向行波的突变量能量不大于该线路的线模前向行波的突变量能量阈值，且该线路的线模反向行波的突变量能量不大于该线路的线模反向行波的突变量能量阈值，则确定该线路未发生故障。
4.根据权利要求1所述的纵联保护方法，其特征在于，所述根据所述保护启动时刻计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值，包括：
获取所述目标线路的前向行波的电压采样值、所述目标线路的反向行波的电压采样值和电压采样频率；
根据所述目标线路的前向行波的电压采样值、所述电压采样频率和所述保护启动时刻，计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分；
根据所述目标线路的反向行波的电压采样值、所述电压采样频率和所述保护启动时刻，计算所述目标线路在所述时间窗内的反向行波的幅值积分；
计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分与所述目标线路在所述时间窗内的反向行波的幅值积分的比值，得到所述第一比值。
5.根据权利要求4所述的纵联保护方法，其特征在于，所述根据所述目标线路的前向行波的电压采样值、所述电压采样频率和所述保护启动时刻，计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure FDA0002364969410000021
其中，
Figure FDA0002364969410000022
为目标线路A的端口k在所述时间窗内的前向行波的幅值积分，A为目标线路编号，k为线路端口号；Ts为所述电压采样频率；u+(mTs)为第m+1个前向行波的电压采样值；m为电压采样值的编号，取值范围为[0，M]，M＝(τAk-tAk)/Ts，tAk为目标线路A的端口k对应的保护启动时刻，τAk为目标线路A的端口k的时间窗，
Figure FDA0002364969410000031
lA为目标线路A的长度，v为线模波速度，lAkb为保护BAk背侧线路的长度，BAk为目标线路A的端口k处的保护，ten为换流器的极限耐受时间，top为直流断路器的动作延时时间，vc为信号数据在光纤通道的波速度；
所述根据所述目标线路的反向行波的电压采样值、所述电压采样频率和所述保护启动时刻，计算所述目标线路在所述时间窗内的反向行波的幅值积分的计算公式为：
Figure FDA0002364969410000032
其中，
Figure FDA0002364969410000033
为目标线路A的端口k在所述时间窗内的反向行波的幅值积分，u-(mTs)为第m+1个反向行波的电压采样值。
6.根据权利要求1所述的纵联保护方法，其特征在于，所述两极参数包括正极电压采样值序列、负极电压采样值序列、正极稳态电压的轴线值序列、负极稳态电压的轴线值序列和各个采样点的权重；
所述根据所述两极参数计算正负极电压和方差比值，包括：
根据所述正极电压采样值序列、所述正极稳态电压的轴线值序列和所述各个采样点的权重，计算所述目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；
根据所述负极电压采样值序列、所述负极稳态电压的轴线值序列和所述各个采样点的权重，计算所述目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；
计算所述目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差和所述目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的比值，得到所述目标线路的正负极电压和方差比值。
7.根据权利要求6所述的纵联保护方法，其特征在于，所述根据所述正极电压采样值序列、所述正极稳态电压的轴线值序列和所述各个采样点的权重，计算所述目标线路的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure FDA0002364969410000041
其中，EA+为目标线路A的正极电压与正极稳态电压的轴线值的和方差；wn为第n个采样点的权重，n的取值范围为[1，N]，N为采样点的总数；uA+(n)为目标线路A的第n个正极电压采样值；UA+(n)为目标线路A的第n个正极稳态电压的轴线值；
所述根据所述负极电压采样值序列、所述负极稳态电压的轴线值序列和所述各个采样点的权重，计算所述目标线路的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差的计算公式为：
Figure FDA0002364969410000042
其中，EA-为目标线路A的负极电压与负极稳态电压的轴线值的和方差；uA-(n)为目标线路A的第n个负极电压采样值；UA-(n)为目标线路A的第n个负极稳态电压的轴线值。
8.根据权利要求1至7任一项所述的纵联保护方法，其特征在于，所述根据所述第一比值和所述正负极电压和方差比值确定保护方式，包括：
若所述第一比值不小于第一预设阈值，则判定为区外故障，进行保护复归；
若所述第一比值小于所述第一预设阈值，则获取所述目标线路的对端的第一比值，若所述目标线路的对端的第一比值不小于所述第一预设阈值，则判定为区外故障，若所述目标线路的对端的第一比值小于所述第一预设阈值，则判定为区内故障；
若判定为区内故障，且所述正负极电压和方差比值大于第二预设阈值，则判定为正极故障，并向正极对应的直流断路器发送动作指令；
若判定为区内故障，且所述正负极电压和方差比值小于第三预设阈值，则判定为负极故障，并向负极对应的直流断路器发送动作指令；其中，所述第二预设阈值和所述第三预设阈值的乘积为1；
若判定为区内故障，且所述正负极电压和方差比值不小于所述第三预设阈值，且所述正负极电压和方差不大于所述第二预设阈值，则判定为双极故障，并向正极对应的直流断路器和负极对应的直流断路器均发送动作指令。
9.一种纵联保护系统，其特征在于，包括：
故障判断模块，用于获取各线路的采样参数，根据所述采样参数计算各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量，并根据所述各线路的线模前向行波的突变量能量和线模反向行波的突变量能量确定各线路是否发生故障；
幅值积分计算模块，用于若确定目标线路发生故障，则控制所述目标线路对应的保护启动，并记录保护启动时刻，确定时间窗，根据所述保护启动时刻计算所述目标线路在所述时间窗内的前向行波的幅值积分和反向行波的幅值积分的比值，记为第一比值；
保护方式确定模块，用于获取所述目标线路的两极参数，并根据所述两极参数计算正负极电压和方差比值，根据所述第一比值和所述正负极电压和方差比值确定保护方式。
10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述纵联保护方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述纵联保护方法的步骤。
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