CN111812453A

CN111812453A - 高压直流输电线路单端量保护方法、系统及存储介质

Info

Publication number: CN111812453A
Application number: CN202010579502.XA
Authority: CN
Inventors: 李海锋; 陈鑫全; 梁远升
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2020-10-23

Abstract

本发明公开了一种高压直流输电线路单端量保护方法、系统及存储介质，其中方法包括以下步骤：获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量判断是否启动保护分析；确定检测到启动保护分析，通过小波包分解提取预设频段的电压行波和电流行波；根据所述电压行波和所述电流行波获取预设频段的卷积功率，以及基于所述卷积功率的暂态能量；根据所述卷积功率和所述暂态能量识别故障方向、区内外故障以及故障选极。本发明通过构造卷积功率，结合了电压电流的频域特征，不仅具有与行波电流相同的故障方向判别能力，且能充分利用边界元件的频率衰减特性对区内外故障进行识别，具有较高的可靠性和灵敏性，可广泛应用于高压直流线路保护领域。

Description

高压直流输电线路单端量保护方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及高压直流线路保护领域，尤其涉及一种高压直流输电线路单端量保护方法、系统及存储介质。

背景技术

基于电网换相换流器(Line-Commutated Converter,LCC)的高压直流输电系统具有建设成本低，输送距离长，输送容量大等优势，在全世界都得到了广泛的应用。然而，对于高压直流输电线路保护，其区内外故障的识别一直是工程上的一大难题。一般地，区内外故障下的行波特征差异是由直流线路边界决定的。因此，传统的行波保护主要根据换流站出口处装设平波电抗器引起的电压行波衰减，来构造基于故障行波变化率和变化量的判据，从而识别区内外故障。然而，由于长距离输电线路传播和过渡电阻也会使故障行波发生严重衰减和畸变，极大削弱了区内外故障下的故障行波差异，从而造成远端高阻区内故障和区外故障的识别困难，降低了保护的可靠性和灵敏性。

针对上述问题，比较有效的解决方案是充分利用直流线路的边界特性，通过放大区内外故障的差异，提高保护的可靠性和灵敏性。现有方法主要利用行波电流的极性来识别故障方向，利用行波电压的衰减特性提高保护的耐受过渡电阻能力，利用时频分析算法放大了区内外故障的特征差异。然而，这些保护原理均基于单一故障电气量，其边界衰变特征相对简单而确定，主要差异在于所利用的单一电气量故障特征以及特征提取方法的不同。

相较于基于单一电气量的识别方法，结合不同电气量构造保护判据亦是一种有效的思路。现有方法本质上还是基于暂态功率、暂态能量这些时域物理量构成判据。然而，由于这些由多个电压、电流等单一电气量构成的综合时域电气量，与其频域变换量之间在形式上并不相同，如电压电流乘积的暂态功率在频域上将表示为电压频域量和电流频域量的卷积。因此，如何充分利用各电气量的频率特征还有待进一步研究。

名词解释：

卷积功率：卷积功率是一种在时域上定义的故障特征量，其定义为时域电压行波与时域电流行波的卷积。根据拉普拉斯变换，在频域上，卷积功率对应为频域电压行波与频域电流行波的乘积。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高压直流输电线路单端量保护方法、系统及存储介质。

本发明所采用的技术方案是：

一种高压直流输电线路单端量保护方法，包括以下步骤：

获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量判断是否启动保护分析；

确定检测到启动保护分析，通过小波包分解提取预设频段的电压行波和电流行波；

根据所述电压行波和所述电流行波获取预设频段的卷积功率，以及基于所述卷积功率的暂态能量；

根据所述卷积功率和所述暂态能量识别故障方向、区内外故障以及故障选极。

进一步，所述根据所述卷积功率和所述暂态能量识别故障方向、区内外故障以及故障选极，包括：

根据所述卷积功率进行故障方向识别，若识别结果为正向故障，执行下一步；若识别结果为反向故障，判定故障为整流侧区外故障；

根据所述暂态能量进行区内外故障识别，若识别结果为区内故障，执行下一步；若识别结果为区外故障，判定故障为逆变侧区外故障；

根据所述暂态能量进行故障选极识别，若识别结果为正极故障，则进行正极保护动作，若识别结果为负极故障，则进行负极保护动作，若识别结果为极间故障，则进行两极保护动作。

进一步，所述获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量判断是否启动保护分析，包括：

获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量和第一预设公式判断是否启动保护分析；

所述第一预设公式为：

max(|ΔU_a|)>k_vU_ref(a＝p,n)

其中，ΔU_a为极线电压变化量，U_ref为额定线电压，a表示故障极，当a＝p，故障极为正；当a＝n，故障极为负，k_v为电压波动系数。

进一步，所述卷积功率通过以下公式技术获得：

所述基于所述卷积功率的暂态能量通过以下公式获得：

其中，N为采样点总数，X表示第X个采样点，FB表示相应频段。

进一步，所述根据所述卷积功率进行故障方向识别，若识别结果为正向故障，执行下一步；若识别结果为反向故障，判定故障为整流侧区外故障，包括：

从所述卷积功率中获取低频段卷积功率，根据所述低频段卷积功率和第二预设公式进行故障方向识别，若识别结果为正向故障，执行下一步；若识别结果为反向故障，判定故障为整流侧区外故障；

所述第二预设公式为：

其中，Δ_th1＝k_rel.1U_refI_ref。I_ref为额定直流电流，k_rel为可靠系数，LFB表示低频段。

进一步，所述根据所述暂态能量进行区内外故障识别，若识别结果为区内故障，执行下一步；若识别结果为区外故障，判定故障为逆变侧区外故障，包括：

从所述卷积功率中获取高频段卷积功率后，获取所述高频段卷积功率对应的暂态能量；

根据获得的暂态能量和第三预设公式进行区内外故障识别，若识别结果为区内故障，执行下一步；若识别结果为区外故障，判定故障为逆变侧区外故障；

所述第三预设公式为：

E_a(HFB)>Δ_th2(a＝p,n)

其中，Δ_th2＝k_rel.2E_f2(HFB)，HFB表示高频段，E_f2(HFB)为对端平波电抗器阀侧金属性故障下的卷积功率暂态能量计算值。

进一步，所述根据所述暂态能量进行故障选极识别，若识别结果为正极故障，则进行正极保护动作，若识别结果为负极故障，则进行负极保护动作，若识别结果为极间故障，则进行两极保护动作，包括：

获取高频段卷积功率对应的第一暂态能量，以及获取低频段卷积功率对应的第二暂态能量；

根据第一暂态能量、第一暂态能量和第四预设公式进行故障极识别，若识别结果为正极故障，则进行正极保护动作，若识别结果为负极故障，则进行负极保护动作，若识别结果为极间故障，则进行两极保护动作；

所述第四预设公式为：

其中，Δ_th3＝k_rel.3min(E_p(LFB))。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种高压直流输电线路单端量保护系统，包括：

启动模块，用于获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量判断是否启动保护分析；

分解模块，用于确定检测到启动保护分析，通过小波包分解提取预设频段的电压行波和电流行波；

计算模块，用于根据所述电压行波和所述电流行波获取预设频段的卷积功率，以及基于所述卷积功率的暂态能量；

识别模块，用于根据所述卷积功率和所述暂态能量识别故障方向、区内外故障以及故障选极。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种高压直流输电线路单端量保护系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。

本发明的有益效果是：本发明构造了一种故障特征量——卷积功率，该特征量在频域下为传统的功率形式，结合了电压电流的频域特征，不仅具有与行波电流相同的故障方向判别能力，且能充分利用边界元件的频率衰减特性对区内外故障进行识别，具有较高的可靠性和灵敏性。

附图说明

图1是本发明一个实施例中高压直流输电线路区内故障与逆变侧区外故障示意图；

图2是本发明一个实施例中故障点f1、f2叠加电路示意图；

图5是本发明一个实施例中高压直流输电线路整流侧区外故障示意图；

图6是本发明一个实施例中高压直流输电线路故障叠加电路示意图；

图7是本发明一个实施例中故障点f1、f2和f3的低频卷积功率波形图；

图8是本发明一个实施例中区内外故障的高频卷积功率对比波形图；

图9是本发明一个实施例中正负极故障下的P_p(LFB)波形图；

图10是本发明一个实施例中基于卷积功率的高压直流输电线路单端量保护方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种基于卷积功率的高压直流输电线路单端量保护方案，旨在解决高压直流线路的区内外故障识别问题，主要从频域角度对区内外故障下的卷积功率特性进行数学解析，得到该特征量在边界元件频率特性下的特征差异，并采用小波包分解提取行波的特定频段，从而计算不同频段的卷积功率。进而提出了一种基于卷积功率的高压直流输电线路保护方法，该方法可用于故障极、故障方向及区内外故障识别。

实施例1：

记故障点i为fi，在fi故障下，保护测点测得的故障行波电压和故障行波电流分别为U_fi(s)和I_fi(s)。据此，可构造频域下功率形式的特征量如下：

P_fi(s)＝U_fi(s)I_fi(s) (1)

式中：P_fi(s)是频域下的故障行波功率形式。通过拉普拉斯逆变换，可得：

式中：t₀和T_s分别是数据窗的起始时刻和时间长度。由于经过拉普拉斯逆变换，频域乘积变换为时域卷积，此时，时域故障行波功率P_fi(t)是时域行波电压U_fi(t)和行波电流I_fi(t)的卷积。因此，记P_fi(t)为卷积功率，则P_fi(s)为频域下的卷积功率。进一步地，在下面的章节中详细说明在不同故障下卷积功率的特性。

一种基于卷积功率的高压直流输电线路保护方法，包括但不限于以下步骤：

S1、远端区内故障与逆变侧区外故障卷积功率特性分析。

考虑区内外故障识别较困难的情况，以高压直流输电线路末端故障f1和逆变侧区外故障f2为例(如图1所示)，在整流站出口处装设保护测点。为消除正负极线路耦合的影响，采用克伦堡变换将双极线路解耦为线模网络和地模网络。根据彼得逊法则和叠加定理，可得区内外故障叠加电路如图2所示。

图2中，下标l和e分别表示线模和地模。L_sr是平波电抗器，Z_filter是换流器出口的直流滤波器。U_f为故障电压。R_fi为故障点i的过渡电阻(i＝1,2)。U_{A_fi_k}(s)和U_{fi_k}(s)分别为换流站出口处和保护测点处的故障电压行波(k＝l,e)。黑色箭头为保护测点处的电流相关方向，红色箭头为故障点电流行波的方向。B_{A_k}(s)和B_{M_k}(s)是反映故障行波在直流线路传播时线路衰变特性的等效电压源。仅考虑初始行波，B_{A_l}(s)＝B_{A_e}(s)＝0，可计算B_{M_k}(s)如下：

式中：K_{AM_k}、T_{AM_k}和d_AM分别表示直流线路的衰减系数、畸变系数和线路长度。v_{c_k}为行波波速，有

式中：Y_s、Y_m、Z_s和Z_m分别为直流线路的自导纳、互导纳、自阻抗和互阻抗。直流线路可由波阻抗Z_{c_k}表示，有

根据图2，分别可得区内外故障下的换流站出口处故障电压行波为：

区内故障f1下

区外故障f2下

式中：

Z_{1_k}＝Z_{c_k}//Z_filter//s2L_sr (k＝l,e) (8)

Z_{2_k}＝(Z_{c_k}//Z_filter+sL_sr)//sL_sr (k＝l,e) (9)

将式(6)和式(7)代入式(3)，可得区内外故障下，计及线路边界及线路衰变特性后保护测量点的暂态电压和电流为：

进而，可计算得到频域下的卷积功率为：

为了评估不同电气量在区内外故障情况下的特征差异程度，构造其对应的频域响应比值进行量化分析。为此，根据式(8)-(10)，可得在区内直流线路末端f1和区外f2故障时，故障暂态电压、暂态电流及其卷积功率的频域响应比值特性，分别对应为G_U(s)、G_I(s)和G_P(s)：

显然，该比值越小，说明直流边界对区内故障和区外故障的区分度越大，越有利于区内外故障的判别。由式(14)-(16)可见，该比值受过渡电阻的影响。当区内故障过渡电阻R_f1越大或区外过渡电阻R_f2越小，则比值越大，越不利于故障判别。

考虑到工程所采用的采样频率一般为10kHz，根据香农采样定理，5000Hz以下的行波特性可被保护有效利用，为此，图4给出了300Hz～5000Hz范围内区外金属性故障和区内不同过渡电阻情况下的频域响应比值的幅频曲线。

由图4可见，对于4000～5000Hz频段，故障行波电压U_fi(s)和电流I_fi(s)受过渡电阻影响较小，且对区内外故障具有较好的区分度，这正是现有方法采用单一电气量的高频分量进行区内外故障识别的原因。然而，相较于故障行波电压U_fi(s)和电流I_fi(s)，卷积功率P_fi(s)在4000～5000Hz范围内受边界元件的衰减更为明显。而且，即使R_f2达到400Ω，|G_P(jω)|仍远小于区内外金属性故障下|G_U(jω)|和|G_I(jω)|。可知，区内高阻故障和区外金属性故障下卷积功率的衰减特征仍比区内外金属性故障下电压、电流的衰减更为突出。因此，可利用Pfi(s)更为有效地识别区内外故障，增强保护的耐受过渡电阻能力，防止保护误动。

S2、整流侧区外故障卷积功率特性分析。

以整流侧区外故障f3为例(如图5所示)，显然，线路区内故障是保护测点的正向故障，整流侧区外故障是保护测点的反向故障。根据图5，绘制故障点f3的故障叠加电路如图6所示。

根据图5，可计算故障行波电压和电流为：

式中：Z_{3_k}＝Z_{2_k}。进而，可计算卷积功率为：

对比式(13)和(19)可见，对于正向故障，卷积功率为负；对于反向故障，卷积功率为正。可知，卷积功率保留了电流的极性。因此，可利用卷积功率的极性有效识别整流侧区外故障。

至此，本实施例所构造的卷积功率结合了故障行波电压和故障行波电流受边界元件衰减的频率特性，且具有与故障行波电流相同的方向识别能力。由上述分析可知，相较于单一故障行波电压和故障行波电流，卷积功率在4000～5000Hz范围内受边界元件衰减较为明显，可以更有效地识别区内外故障，提高保护的耐受过渡电阻能力。

S3、构建基于卷积功率的高压直流输电线路单端量保护方案。

①启动判据

当直流线路发生故障时，极线电压将突变。因此，可以用极线电压变化量ΔUa作为保护的启动判据：

max(|ΔU_a|)>k_vU_ref (a＝p,n) (20)

式中：U_ref为额定线电压。a表示故障极。当a＝p，故障极为正；当a＝n，故障极为负。为避免稳态电压波动影响，k_v为电压波动系数，取0.05。

由于小波包分解对短时非平稳信号具有良好的分解能力，在保护启动后，可以利用小波分解提取特定频段的电压行波和电流行波。在实际工程中，由于测量数据是离散信号，可计算不同频段的卷积功率为：

式中：N为采样点总数。X表示第X个采样点。FB表示相应频段。进而，可构造基于卷积功率的暂态能量如下：

②故障方向识别判据

由于卷积功率的极性可用来区分正向故障和反向故障，故可用低频段卷积功率进行故障方向识别，有：

式中：Δ_th1＝k_rel.1U_refI_ref。I_ref为额定直流电流。k_rel为可靠系数。LFB为低频段。由于保护测点装设于整流侧出口，因此反向故障即为整流侧区外故障。

③区内外故障识别判据

根据S1节的分析，由于边界元件对卷积功率的高频段起着明显的衰减作用，区内故障与对端区外故障可由下式识别：

E_a(HFB)>Δ_th2(a＝p,n) (24)

式中：Δ_th2＝k_rel.2E_f2(HFB)。HFB为高频段。E_f2(HFB)为对端平波电抗器阀侧金属性故障下的卷积功率暂态能量计算值。

④故障选极识别判据

直流线路极间耦合强度与频率有关。在高频段，耦合强度较大，因此健全极和故障极的高频分量十分接近。但在低频段，耦合强度较弱，故故障极的低频分量比健全极的低频分量更为显著。因此，可构造基于低频卷积功率的选极判据为：

式中：Δ_th3＝k_rel.3min(E_p(LFB))。故障识别后，整流站将根据保护结果进行动作，随后直流系统进入故障隔离和恢复阶段。

至此，本实施例提出了一套基于卷积功率的高压直流输电线路单端量保护方法，具体流程图如图10所示，包括：

(1)、利用保护测点测量到的极线电压变化量作为保护的启动判据，满足判据时启动保护；利用小波分解提取特定频段的电压行波和电流行波，计算特定频段的卷积功率，以及基于卷积功率的暂态能量；

(2)、利用低频段卷积功率进行故障方向识别。若方向判别为正，则进入下一单元；否则，保护不动作。

(3)、利用高频段卷积功率识别区内故障和区外故障。若判别结果为区内故障，则进入下一单元；否则，保护不动作。

(4)、利用正负极的低频段卷积功率之比进行故障选极。若判别结果为正极故障，则正极保护动作；若判别结果为负极故障，则负极保护动作；若判别结果为极间故障，则两极保护均动作。

下面通过一个具体模拟仿真实例对本发明进一步说明。

本实例参照云广特高压直流输电工程参数，在PSCAD/EMTDC平台上搭建双端直流输电系统电磁暂态仿真模型。将保护测点装设于整流站出口处，设置保护的采样频率为10kHz，数据窗时间长度为5ms。通过db4小波包两层分解，不妨取低频段LFB为0～2500Hz和高频段HFB为3750～5000Hz。并在Matlab中编写保护算法。可靠系数均取为1.05，则Δ_th1为2600，Δ_th2为8.43，Δ_th3为18.14。设置故障发生时间为1s，下面验证不同故障下保护的动作情况。

①故障方向识别和区内外故障识别验证

根据电磁暂态仿真结果，故障点f1、f2、f3(如图1、5、6所示)的低频卷积功率P_p(LFB)的波形如图7所示，过渡电阻为10Ω。由于行波到达测点的时间不一致，为便于比较，记保护启动时刻为0时刻。可见，由于f1、f2均为保护的正向故障，其卷积功率极性为负；整流侧区外故障f3为保护的反向故障，其卷积功率极性为正。该结果与S2节的结论相一致。

对于远端区内故障点f1和逆变侧区外故障点f2，可采用高频卷积功率P_p(HFB)进行区分。由图8可见，相较于远端区内故障下的P_p(HFB)波形，逆变侧区外故障下的P_p(HFB)波形更为平坦。即使对于400Ω的远端区内故障，其振幅仍大于逆变侧金属性区外故障。该结果与S1节的分析结论相一致。因此，可根据高频卷积功率计算高频暂态能量E_p(HFB)，识别区内故障，详细保护结果如表1所示。表1中，故障距离为故障点与保护测点之间的距离。

表1区内外故障识别结果

由表1可知，基于卷积功率的高频暂态能量能够可靠地识别不同过渡电阻下的区内故障和区外故障。即使在400Ω高阻接地故障下，高频暂态能量仍有足够的裕度识别区内故障，有效地提高了直流线路保护的耐受过渡电阻能力。

②故障选极验证

在直流线路400km处分别进行不同过渡电阻下的正极故障和负极故障，可得正极测点测量到的低频卷积功率P_p(LFB)波形如图9所示。

由图9可见，虽然过渡电阻的增加会导致低频卷积功率的下降，但即使过渡电阻达到400Ω，负极故障下的P_p(LFB)始终小于正极故障下的P_p(LFB)。因此，可用低频卷积功率来判别故障极，这与S2节的描述一致。在实际判据中，通过计算正负极低频卷积功率暂态能量比E_p(LFB)/E_n(LFB)进行故障极判别，具体的故障选极仿真测试结果如表2所示。由表2可知，在各种故障情况下，所提判据能够可靠判别故障极。

表2故障选极结果

本发明解决高压直流输电线路保护耐受电阻能力不足的问题，适用于高压直流线路的区内外故障识别。

由上可知，本实施例与现有的技术相比，至少具有如下有益效果：

1、本发明构造了一种故障特征量——卷积功率，该特征量在频域下为传统的功率形式，结合了电压电流的频域特征，不仅具有与行波电流相同的故障方向判别能力，且能充分利用边界元件的频率衰减特性对区内外故障进行识别，具有较高的可靠性和灵敏性。

2、本发明利用卷积功率，提出基于卷积功率的高压直流输电线路单端量保护方案。所提保护能在5ms/10kHz的数据窗内可靠识别过渡电阻在400Ω以内的直流线路故障，具有较高的动作速度，且对于保护装置的采样频率要求较低，易于工程实现。

本实施例还提供了一种高压直流输电线路单端量保护系统，包括：

本实施例的一种高压直流输电线路单端量保护系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种高压直流输电线路单端量保护方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

本实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。

本实施例的一种存储介质，存储有可执行本发明方法实施例所提供的一种高压直流输电线路单端量保护方法的指令或程序，当运行该指令或程序时，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

可以理解的是，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述根据所述卷积功率和所述暂态能量识别故障方向、区内外故障以及故障选极，包括：

3.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述获取保护测点的极线电压变化量，根据所述极线电压变化量判断是否启动保护分析，包括：

所述第一预设公式为：

max(|ΔU_a|)>k_vU_ref(a＝p,n)

4.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述卷积功率通过以下公式技术获得：

所述基于所述卷积功率的暂态能量通过以下公式获得：

5.根据权利要求2所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述根据所述卷积功率进行故障方向识别，若识别结果为正向故障，执行下一步；若识别结果为反向故障，判定故障为整流侧区外故障，包括：

所述第二预设公式为：

6.根据权利要求2所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述根据所述暂态能量进行区内外故障识别，若识别结果为区内故障，执行下一步；若识别结果为区外故障，判定故障为逆变侧区外故障，包括：

从所述卷积功率中获取高频段卷积功率后，获取所述高频段卷积功率对应的暂态能量；根据获得的暂态能量和第三预设公式进行区内外故障识别，若识别结果为区内故障，执行下一步；若识别结果为区外故障，判定故障为逆变侧区外故障；

所述第三预设公式为：

E_a(HFB)>Δ_th2(a＝p,n)

7.根据权利要求2所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法，其特征在于，所述根据所述暂态能量进行故障选极识别，若识别结果为正极故障，则进行正极保护动作，若识别结果为负极故障，则进行负极保护动作，若识别结果为极间故障，则进行两极保护动作，包括：

所述第四预设公式为：

其中，Δ_th3＝k_rel.3min(E_p(LFB))。

8.一种高压直流输电线路单端量保护系统，其特征在于，包括：

9.一种高压直流输电线路单端量保护系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-7任一项所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法。

10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述的一种高压直流输电线路单端量保护方法。