CN112564067B - 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 - Google Patents
一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112564067B CN112564067B CN202011551124.0A CN202011551124A CN112564067B CN 112564067 B CN112564067 B CN 112564067B CN 202011551124 A CN202011551124 A CN 202011551124A CN 112564067 B CN112564067 B CN 112564067B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- criterion
- protection
- time
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 29
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 19
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 19
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统，包括：确定需进行保护的目标对象；采集目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极线路同侧的第二线路电流，并根据第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据第二线路电流确定第二电流突变量；根据第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据；当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断目标对象是否满足防雷击干扰判据；当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据；当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口。
Description
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统。
背景技术
与传统交流输电系统相比，高压直流输电系统具有输送容量大、传输距离远、损耗低等优点，在远距离输电、大区域的电网互联、地下电缆输电等方面得到了广泛应用。高压直流输电线路肩负能源产地和负荷中心之间电能传输的重任，其输电距离远，运行条件恶劣，故障率相对直流系统其他部分更高，约占直流系统故障的50％。因此，高性能的高压直流输电线路保护对提高整个电网的安全稳定性具有重要意义。
目前，直流输电线路保护主要包括行波保护、微分欠压保护、纵联差动保护等。行波保护、微分欠压保护作为直流输电线路主保护，可以快速响应直流线路故障(3-5ms)，但耐受过渡电阻能力差，动作性能易受到雷击、异常大数、噪声干扰的影响，受极间互感影响非故障极线路保护易误动。纵联差动保护作为直流输电线路后备保护，具备良好的反映高阻接地故障的能力，但在外部短路时，长距离输电线路的分布电容电流会产生较大差流，为防止保护误动，其动作延时设置较长(百毫秒甚至秒级)。
发明内容
本发明提出一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统，以解决如何可靠、灵敏地保护直流输电线路的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法，所述方法包括：
确定需进行保护的目标对象；
采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极的同侧线路在采样时刻的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量；
根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据；
当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据；
当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据；
当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口。
优选地，其中所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
优选地，其中所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定。
优选地，其中所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数。
优选地，其中所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，α为斜率比较常数；其中，
优选地，其中所述方法还包括：
当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据，并当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；α为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统，所述系统包括：
目标对象确定单元，用于确定需进行保护的目标对象；
电流计算单元，用于采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极的同侧线路在采样时刻的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量；
选极判据判断单元，用于根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据；
防雷击干扰判据判断单元，用于当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据；
孪生保护判据判断单元，用于当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据；
保护动作出口单元，用于当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口。
优选地，其中所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
优选地，其中所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定。
优选地，其中所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数。
优选地，其中所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，α为斜率比较常数；其中，
优选地，其中所述系统还包括：
伪同步差动保护判据判断单元，用于当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据；
保护动作出口单元，用于当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；α为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
本发明提供了一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统，能够进一步加快金属性故障保护动作速度，大幅提升高阻故障保护动作速度，雷击干扰时保护可靠不动作，单极接地故障工况下非故障极线路保护可靠不误动，全面提升直流输电线路保护性能。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的直流输电系统的示意图；
图3为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护逻辑图；
图4为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法，能够进一步加快金属性故障保护动作速度，大幅提升高阻故障保护动作速度，雷击干扰时保护可靠不动作，单极接地故障工况下非故障极线路保护可靠不误动，全面提升直流输电线路保护性能。本发明实施方式提供的基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法100，从步骤101处开始，在步骤101确定需进行保护的目标对象。
优选地，其中所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
在步骤102，采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极的同侧线路在采样时刻的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量。
在步骤103，根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据。
优选地，其中所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定。
在步骤104，当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据。
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数。
在步骤105，当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据。
优选地，其中所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
优选地，其中所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，α为斜率比较常数；其中，
在步骤106，当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口。
优选地，其中所述方法还包括：
当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据，并当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；α为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
在发明的实施方式中，利用M表示目标对象所在侧，利用N表示另一侧。
图2为根据本发明实施方式的直流输电系统的示意图。如图2所示，当以极I线路整流侧直流保护作为研究对象时，M侧即为极I线路整流侧，iM为直流线路整流侧侧电流值，iN为直流线路N侧电流值，电流正方向均为极母线指向线路。
此时，基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法，具体步骤如下：
(1)如附图2所示，确定以极I线路整流侧为直流保护作为研究对象，此时整流侧用M表示。
(2)采集k时刻M侧线路电流iM(k)，计算k时刻直流线路M侧电流的差分值的绝对值|diM(k)|，计算计算k时刻极I线路M侧电流突变量ΔiM(k)。采集k时刻极II线路M侧线路电流i'M(k)，计算k时刻极II线路M侧电流突变量Δi'M(k)。差动延时ts初始化为0。
(3)计算η(t)，判断η(t)与θ大小，若满足η(t)＜θ，则判断是否成立，若成立，则进入步骤(6)；否则，进入步骤(4)。
(4)判断η(t)与θ大小，若满足θ≤η(t)＜1，则判断是否成立，若成立，则进入步骤(6)；否则，进入步骤(5)。
(5)判断η(t)与θ大小，若满足η(t)≥1，则判断是否成立，若成立，则进入步骤(6)；否则，进入步骤(10)。
(6)计算若满足/>则ts置为一不为0的常数，进入步骤(8)；否则，进入步骤(7)。
(7)计算若满足/>则ts置为一不为0的常数，进入步骤(8)；否则，进入步骤(10)。
(8)计算若满足/>则保护动作出口；否则，进入步骤(9)。
(9)计算若满足/>则保护动作出口；否则，进入步骤(10)。
(10)比较的大小，若/>则/>若/>则
(11)计算iJ(t)+iOP(t)、|α'iJ(t)-iOP(t)|+β'isetL，若iJ(t)+iOP(t)＞|α'iJ(t)-iOP(t)|+β'isetL且延时满足预设时间，则保护动作出口，否则，保护返回；其中，预设时间根据第一时间ts设定。
极I线路逆变侧保护和极II线路保护与极I线路整流侧保护，不再赘述。
图3为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护逻辑图。如图3所示，包括孪生电流差分保护方法、选极方法、防雷击干扰方法及伪同步差动保护方法。其中，孪生第一子判据与孪生第二子判据经“或”门逻辑构成孪生电流差分保护方法，防雷击干扰突变量判据与防雷击干扰差分判据经“或”门逻辑构成防雷击干扰方法。防雷击干扰方法与选极方法经“与”门逻辑，再与孪生电流差分保护方法经“与”门逻辑，伪同步差动保护方法经差动延时ts后，与“与”门逻辑经“或”门逻辑出口。其中需要注意的是，防雷击干扰方法与选极方法经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数。
利用本发明的方法在本线路区内全线金属性故障时，孪生电流差分保护方法、选极方法、防雷击干扰方法均动作，保护在启动后2ms内可靠动作。
本线路区内全线高阻(500Ω)故障时，孪生电流差分保护方法、选极方法、防雷击干扰方法均动作，保护在启动后3ms内可靠动作。
本线路区内全线双极金属性故障时，孪生电流差分保护方法、选极方法、防雷击干扰方法均动作，保护在启动后2ms内可靠动作。
另一极线路末端金属性故障时，选极方法、伪同步差动保护方法可靠不动作，非故障极保护可靠不动作。
直流线路末端区外故障时，孪生差分保护方法、伪同步差动保护方法可靠不动作，保护可靠不动作；直流线路反向区外故障时，选极方法、伪同步差动保护方法可靠不动作，保护可靠不动作。
直流线路发生雷击干扰时，防雷击干扰方法可靠不动作，伪同步差动保护经过ts延时后可靠不动作，保护可靠不动作。
图4为根据本发明实施方式的基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统400的结构示意图。如图4所示，本发明实施方式提供的基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统400，包括：目标对象确定单元401、电流计算单元402、选极判据判断单元403、防雷击干扰判据判断单元404、孪生保护判据判断单元405和保护动作出口单元406。
优选地，所述目标对象确定单元401，用于确定需进行保护的目标对象。
优选地，其中所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
优选地，所述电流计算单元402，用于采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极的同侧线路在采样时刻的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量。
优选地，所述选极判据判断单元403，用于根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据。
优选地，其中所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定。
优选地，所述防雷击干扰判据判断单元404，用于当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据。
优选地，其中所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数。
优选地，所述孪生保护判据判断单元405，用于当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据。
优选地，其中所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，α为斜率比较常数；其中，
优选地，所述保护动作出口单元406，用于当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口。
优选地，其中所述系统还包括：
伪同步差动保护判据判断单元，用于当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据；
保护动作出口单元，用于当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；α为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
本发明的实施例的基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统400与本发明的另一个实施例的基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法，其特征在于，所述方法包括：
确定需进行保护的目标对象；
采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极线路同侧的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量；
根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据；
当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据；
当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据；
当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口；
其中，所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定；
其中，所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数；
其中，所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，α为斜率比较常数；其中，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据，并当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；α为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
4.一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护系统，其特征在于，所述系统包括：
目标对象确定单元，用于确定需进行保护的目标对象；
电流计算单元，用于采集所述目标对象在采样时刻的第一线路电流和与所述目标对象对应的另一极的同侧线路在采样时刻的第二线路电流，并根据所述第一线路电流确定差分绝对值、负斜率电流、α斜率电流和第一电流突变量，根据所述第二线路电流确定第二电流突变量；
选极判据判断单元，用于根据所述第一电流突变量和第二电流突变量判断所述目标对象是否满足选极判据；
防雷击干扰判据判断单元，用于当确定满足选极判据时，根据所述第一电流突变量和差分绝对值判断所述目标对象是否满足防雷击干扰判据；
孪生保护判据判断单元，用于当确定满足防雷击干扰判据时，根据所述差分绝对值、负斜率电流和α斜率电流判断所述目标对象是否满足孪生保护判据；
保护动作出口单元，用于当确定满足孪生保护判据时，保护动作出口；
其中，所述选极判据，包括：
其中，根据η(t)与θ和1的大小确定比较公式；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；Δi'M(k)为k时刻的第二电流突变量；α为第一系数，为小于0的常数；σ为第二系数，为大于0的常数；ω为第三系数，为小于0的常数；θ为边界点，0＜θ＜1；isetL为低定值，按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；isetH为高定值，按照躲另一极线路末端金属性故障整定；
其中，所述防雷击干扰判据，包括：防雷击干扰突变量子判据和防雷击干扰差分子判据；
所述防雷击干扰突变量子判据，包括：
所述防雷击干扰差分子判据，包括：
其中，iΔM＝MAX{ΔiM(k)}，iΔM为最大突变量电流，为t0到t时刻的ΔiM(k)的最大值；λ'为突变量系数；idM＝MAX{|diM(k)|}，idM为最大差分电流，为t0到t时刻的|diM(k)|的最大值；μ'为差分系数；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；|diM(k)|为所述差分绝对值；若所述目标对象满足防雷击干扰突变量子判据或防雷击干扰差分子判据，则确定所述目标对象满足防雷击干扰判据，并设置第一时间ts；其中，防雷击干扰判据与选极判据经“与”门逻辑后的动作结果直接决定ts的大小，当动作结果为1时，ts为0；当动作结果为0时，ts为大于0的常数；
其中，所述孪生保护判据，包括：孪生第一子判据和孪生第二子判据；
所述孪生第一子判据，包括：
所述孪生第二子判据，包括：
其中，|diM(k)|为所述差分绝对值，iM(k)为k时刻的第一电流，k为保护计算当前时刻，t0为保护启动时刻，t为当前采样时刻，n为t0到t之间采样点数，λ为门槛系数，为大于1的常数；T0为第一浮动门槛计算窗长，建议T0<5ms；isetmax为固定门槛，按照躲正向区外金属性故障整定；t1为积分起始时刻，t1>t0；T1为第二浮动门槛计算窗长，建议T1<5ms；为负斜率电流；/>为α斜率电流，Δ为斜率比较常数；其中，
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述目标对象，包括：
极I线路整流侧、极I线路逆变侧、极II线路整流侧和极II线路逆变侧。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
伪同步差动保护判据判断单元，用于当确定不满足所述选极判据、防雷击干扰判据或孪生保护判据时，根据所述第一电流突变量ΔiM(k)判断所述目标对象是否满足伪同步差动保护判据；
保护动作出口单元，用于当确定满足伪同步差动保护判据且延时达到第一时间ts时，保护动作出口；
其中，所述伪同步差动保护判据，包括：
其中，iJ(t)为极化电流，iOP(t)为工作电流；t为保护计算的当前时刻；k为采样时刻；ΔiM(k)为k时刻的第一电流突变量；ΔiN(k)为k时刻与所述目标对象处于同极的线路另一侧的电流突变量；T为计算窗长；Tran为直流线路传输通道延时；Δt为伪同步时间差；Δ为极化系数，为小于1的常数；β为固定系数，为小于1的常数；isetL为预设阈值，按照线路末端高阻故障时的灵敏度整定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011551124.0A CN112564067B (zh) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011551124.0A CN112564067B (zh) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112564067A CN112564067A (zh) | 2021-03-26 |
| CN112564067B true CN112564067B (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=75033472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011551124.0A Active CN112564067B (zh) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112564067B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113488972B (zh) * | 2021-08-27 | 2023-10-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | 基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法和系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110649577A (zh) * | 2019-07-04 | 2020-01-03 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于纯电流特征的直流输电线路保护方法和系统 |
| CN110783903A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-11 | 天津大学 | 一种高压直流输电线路单端暂态量保护方法 |
-
2020
- 2020-12-24 CN CN202011551124.0A patent/CN112564067B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110649577A (zh) * | 2019-07-04 | 2020-01-03 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于纯电流特征的直流输电线路保护方法和系统 |
| CN110783903A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-11 | 天津大学 | 一种高压直流输电线路单端暂态量保护方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112564067A (zh) | 2021-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110649577B (zh) | 一种基于纯电流特征的直流输电线路保护方法和系统 | |
| CN105116208B (zh) | 一种特高压直流输电系统换相失败故障诊断方法 | |
| CN109921391B (zh) | 一种基于电流突变量的直流输电线路保护的启动方法及系统 | |
| CN104122484B (zh) | 一种基于零模电流小波系数相关分析的配网故障选线方法 | |
| CN102856890B (zh) | 一种适用于高补偿度串补系统自适应电流差动保护方法 | |
| CN112564067B (zh) | 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统 | |
| CN109088425B (zh) | 一种基于交流母线电压扰动量的换相失败预防方法 | |
| CN110445103B (zh) | 一种基于单端差分电流积聚量的直流输电线路保护方法和系统 | |
| CN109217270B (zh) | 一种直流线路分段式定时限过流保护方法与装置 | |
| CN111537837A (zh) | 一种配电网小电流接地故障定位方法及系统 | |
| CN106154025B (zh) | 一种合并单元剔除单点异常数据的方法 | |
| KR101105136B1 (ko) | 전압 파형의 ｔｈｄ를 이용한 적응형 재폐로 방법 | |
| CN110336255B (zh) | 一种基于电流积聚量的直流输电线路保护方法和系统 | |
| CN1614435A (zh) | 电力系统线路故障方向检测保护方法 | |
| CN113488972B (zh) | 基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法和系统 | |
| CN105186931A (zh) | 异步电机启动过程故障电流的识别方法 | |
| CN112564065B (zh) | 一种直流输电线路伪同步差动保护方法及系统 | |
| RU162402U1 (ru) | Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии | |
| CN111600282B (zh) | 一种基于弱边界条件下的多端柔性直流配电系统保护方法 | |
| Jia et al. | Non-communication Protection for Single-Phase-to-Ground Fault Feeder in Neutral Non-Effectively Grounded Distribution System | |
| CN111030062B (zh) | 一种区分平波电抗器内外故障的高压直流输电线路保护方法及装置 | |
| CN112345879B (zh) | 一种具有强抗干扰能力的直流输电线路故障方向判断方法及系统 | |
| CN112098917A (zh) | 一种基于用电数据分析的低压电能表反向走字异常排查方法 | |
| CN112564066B (zh) | 一种直流输电线路孪生电流差分保护方法及系统 | |
| KR20050020070A (ko) | 계전기에서의 적응형 자동 재폐로 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |