CN113945797B

CN113945797B - 高压直流输电线路自适应单端量保护方法、系统及介质

Info

Publication number: CN113945797B
Application number: CN202111180717.5A
Authority: CN
Inventors: 李海锋; 蒋慧敏; 褚倍钰; 梁远升; 王钢
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2041-10-11
Also published as: CN113945797A

Abstract

本发明公开了一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法、系统及介质，其中方法包括：获取预设的测点的电压数据和电流数据，根据所述电压数据检测是否满足启动判据；根据离散化的第一卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值作为故障特征量；根据所述故障特征量判断是否满足区内外故障识别的第一主判据，若满足，进行故障选极；根据离散卷积功率值P_aT1max和离散卷积功率值P_aT2max获取量化指标；根据所述量化指标判断是否满足区内外故障识别的第二主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，判定故障为逆变侧区外故障。本发明利用长短时窗卷积功率特征，卷积功率结合行波电压和电流的特性，提高故障识别的可靠性和灵敏性，可广泛应用于高压直流线路保护领域。

Description

高压直流输电线路自适应单端量保护方法、系统及介质

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自适应单端量保护方法、系统及介质。

背景技术

特高压直流输电系统在远距离输电和输送容量中具有独特的技术和经济优势。然而，由于其输电线路环境恶劣和地貌复杂的特点，直流线路故障成为系统中最常见的故障。线路发生故障时，故障电流峰值高且变化速率大，迅速对系统造成巨大危害，故要求保护动作时间应在毫秒级，以降低电压波动和系统的影响。如今，直流线路保护均以行波保护为主保护，但特高压直流输电系统中输电线路长达1418km，当线路发生远端高阻故障时，其故障特征不明显，与区外故障特性差异小，故基于行波保护的保护原理无法正确识别故障，从而造成线路拒动。因此解决高压直流输电系统在远端高阻区内故障和区外故障的识别困难，提高保护的可靠性和灵敏性，是直流行波保护需要重点解决的问题。此外，传统行波保护还存在速动性和选择性难以兼顾的问题，也是待解决的问题之一。

根据保护采用的信息量不同，保护可分为基于时域信息的暂态保护方法与基于频域信息的暂态保护方法。针对时域信息，线路发生故障后，在传输过程中，暂态信号富含暂态初始信号的幅值、极性、达到时刻以及折反射波在线路往返所需时间等时域信息，利用这些丰富的时域信息可以构造不同的暂态保护方法。针对频域信息，故障信号是一个宽频段的暂态信息，包含着许多频率信息，因此也可以利用频域下故障信息的差别构成基于频域信息暂态保护方法。

然而单一使用时域信息作为暂态保护时，需要精确获取故障行波电流或电压的极性、幅值等具体信息，或单一使用频域信息作为暂态保护时，需要提取特定频段的故障信息，两者无不都受着故障情况、提取方法的影响，从而造成暂态保护的可靠性降低。因此如何在时域和频域之间建立联系，选取一个合适的电气量从而构成暂态保护，提高保护的可靠性。其次，时-频域之间构成新电气量的判据的频率特征能否进行量化分析，从而充分地利用其频率特征构成更为有效的保护判据，使得保护判据性能过渡电阻耐受能力强和抗干扰能力强。最后，速动性和选择性难以兼顾的问题，是否可以通过判据之间配合保证。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法、系统及介质。

本发明所采用的技术方案是：

一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，包括以下步骤：

获取预设的测点的电压数据和电流数据，根据所述电压数据检测是否满足启动判据；

若满足启动判据，存储第一预设时间窗内的第一电压电流数据，以及存储第二预设时间窗内的第二电压电流数据；

对所述第一电压电流数据进行卷积功率运算，获得第一卷积功率序列，对所述第一卷积功率序列进行离散化；

对所述第二电压电流数据进行卷积功率运算，获得第二卷积功率序列，对所述第二卷积功率序列进行离散化；

根据离散化的第一卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT1max作为故障特征量；

根据所述故障特征量判断是否满足区内外故障识别的第一主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，根据离散化的第二卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT2max；

根据离散卷积功率值P_aT1max和离散卷积功率值P_aT2max获取量化指标；

根据所述量化指标判断是否满足区内外故障识别的第二主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，判定故障为逆变侧区外故障；

其中，第一预设时间窗小于第二预设时间窗。

进一步，所述一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法还包括以下步骤：

根据离散化的第一卷积功率序列进行故障方向识别。

进一步，所述进行故障选极，包括：

根据离散化的第二卷积功率序列获取正极长时间窗卷积功率值和负极长时间窗卷积功率值；

根据正极长时间窗卷积功率值和负极长时间窗卷积功率值将故障判定为正极区内故障、负极区内故障或者极间区内故障。

进一步，所述预设的测点为整流站出口处测点。

进一步，所述根据所述电压数据检测是否满足启动判据，包括：

从极线电压中获取连续w个点的变化量之和，根据变化量之和以及预设公式检测是否满足启动判据；

所述预设公式的表达式如下：

其中，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；k_v为电压波动系数，w为大于2的整数。

进一步，所述第一预设时间窗为1ms，所述第二预设时间窗为3ms。

进一步，所述量化指标通过以下公式获得：

其中，X表示第X个采样点，N_L为第二预设时间窗T_2内的采样点总数；当a＝p，故障极为正；当a＝n，故障极为负。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，包括：

数据获取模块，用于获取预设的测点的电压数据和电流数据，根据所述电压数据检测是否满足启动判据；

数据存储模块，用于若满足启动判据，存储第一预设时间窗内的第一电压电流数据，以及存储第二预设时间窗内的第二电压电流数据；

第一运算模块，用于对所述第一电压电流数据进行卷积功率运算，获得第一卷积功率序列，对所述第一卷积功率序列进行离散化；

第二运算模块，用于对所述第二电压电流数据进行卷积功率运算，获得第二卷积功率序列，对所述第二卷积功率序列进行离散化；

特征获取模块，用于根据离散化的第一卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT1max作为故障特征量；

特征识别模块，用于根据所述故障特征量判断是否满足区内外故障识别的第一主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，根据离散化的第二卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT2max；

指标获取模块，用于根据离散卷积功率值P_aT1max和离散卷积功率值P_aT2max获取量化指标；

故障识别模块，用于根据所述量化指标判断是否满足区内外故障识别的第二主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，判定故障为逆变侧区外故障；

其中，第一预设时间窗小于第二预设时间窗。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，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：

一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如上所述方法。

本发明的有益效果是：本发明利用长短时窗卷积功率特征，提出了一种利用长短时窗卷积功率特征的高压直流输电线路自适应单端量保护方案，卷积功率结合了行波电压和电流的特性，有效提高了故障识别的可靠性和灵敏性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1是本发明实施例中一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法的流程图；

图2是本发明实施例中正负极故障下的长时间窗卷积功率；

图3是本发明实施例中双端高压直流输电系统示意图。

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。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

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自适应单端量保护方法，该方法可基于的如图3所示的高压直流输电系统。图3显示了典型的高压直流系统及与高压直流线路保护密切相关的故障点(由于双极对称，仅显示正极线路)。其中，整流站和逆变站都是由LCC站构成。图3中，限流电抗器用作换流站与线路之间的边界元件；f₁、f₂和f₃分别为高压直流输电线路末端(逆变侧)区内故障、区外故障和整流侧区外故障，保护测点安装在整流站出口处，以检测直流故障并启动故障清除过程。

如图1所示，本实施例提供的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，包括以下步骤：

S1、获取预设的测点的电压数据和电流数据，根据所述电压数据检测是否满足启动判据。

在本实施例中，获取整流站出口处测点的极线电压、极线电流，并判断测点测到的极线电压连续3个点的变化量之和是否满足启动判据；判断是否满足条件：

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。

如果满足，则继续进行下面的流程；如果不满足，则继续获取数据并进行检测。

S2、若满足启动判据，存储第一预设时间窗内的第一电压电流数据，以及存储第二预设时间窗内的第二电压电流数据。

满足启动判据后，存储从满足启动判据的点算起的时间窗T₁(即第一预设时间窗，在本实施例中T₁＝1ms)的电压u₁(t)和电流i₁(t)与时间窗T₂(即第二预设时间窗，在本实施例中T₂＝3ms)的电压u₂(t)和电流i₂(t)的数据。

S3、对所述第一电压电流数据进行卷积功率运算，获得第一卷积功率序列，对所述第一卷积功率序列进行离散化。

对时间窗T₁内的电压和电流进行短时间窗的卷积运算，其中卷积运算建立时域与频域之间的联系：

其中，实际工程中测量数据是离散信号，故需要将所得的短时间窗卷积功率序列p_1a时间函数离散化，具体计算方法为：

式中：X表示第X个采样点，N_H为T₁(1ms)的采样点总数。

S4、对所述第二电压电流数据进行卷积功率运算，获得第二卷积功率序列，对所述第二卷积功率序列进行离散化。

采用与第一预设时间窗的卷积功率运算的方式，计算第二预设时间窗对应的卷积功率，获得P_aT2。

S5、根据离散化的第一卷积功率序列进行故障方向识别。

由于卷积功率保留了电流的极性，故可以通过计算卷积功率的极性进行故障方向识别。正方向故障时，卷积功率为负值；反之，反方向故障时，卷积功率为正值，故可通过对T₁时间窗卷积运算获得的卷积功率取最小值作为故障方向识别的特征量，具体计算方法如下：

式中：Δ_th1为门槛值。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。

a.如果满足正向故障，则继续进行下面的流程；

b.如果满足反向故障，则识别为整流侧区外故障，故障不需动作，返回步骤S1。

S6、根据离散化的第一卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT1max作为故障特征量。

参照小波变换中频率含量与时间长度的关系，取T_s为短时间窗，则所计算的卷积功率即为高频卷积功率；反之，T_s为长时间窗，则所计算的卷积功率即为低频卷积功率。并且，卷积运算的结果是特征提取，而时间窗内所有离散卷积值中，其最大值最能反映故障特征。故本实施例选取短时间窗下卷积功率最大值作为故障特征量：

P_aT1max＝max(|P_aT1|)(a＝p,n)

其中，P_aT1为故障发生后T₁(1ms)时间内电压和电流经卷积运算得到的离散卷积功率值。

S7、根据所述故障特征量判断是否满足区内外故障识别的第一主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，根据离散化的第二卷积功率序列获取最大的离散卷积功率值P_aT2max。

判断是否满足区内外故障识别的主判据1(即第一主判据)：

P_aT1max>P_aT1.set＝k_rel.1P_f2T1max(a＝p,n)

其中，P_aT1.set代表短时间窗下对端平波电抗器阀侧金属性故障的高频卷积功率的整定值；k_rel.1为可靠系数。由于增加了卷积功率比值来辅助识别高阻故障，因此主判据可以设较高的门槛值来提高可靠性，故k_rel.1取1.5。

a.如果满足，进行故障选极；

b.如果不满足，则继续进行下面的流程。

S8、根据离散卷积功率值P_aT1max和离散卷积功率值P_aT2max获取量化指标。

量化指标R_a的计算方式如下：

式中：X表示第X个采样点，N_L为T₂(3ms)的采样点总数，在本实施例中为30。

其中，频域卷积功率与过渡电阻的平方成反比，其受过渡电阻的影响比单一电压或者电流作为特征量影响更大，使得保护的可靠性降低，但仅利用1ms时间窗的卷积功率可以识别区内低阻故障和区外故障。通过分析可知，利用量化指标，即长时间窗与短时间窗的卷积功率之比，对区内外故障的识别能力受过渡电阻影响很小，考虑到高阻故障情况，本实施例还选取长时间窗下卷积功率系列的最大值P_aT2max作为特征量。

S9、根据所述量化指标判断是否满足区内外故障识别的第二主判据，若满足，进行故障选极；若不满足，判定故障为逆变侧区外故障。

判断是否满足区内外故障识别的主判据2(即第二主判据)：

R_a>R_a.set＝k_rel.2R_f2a(a＝p,n)

式中：R_a.set代表长短时间窗下平波电抗器阀侧金属性故障的高频与低频卷积功率的比值的整定值；k_rel.2为可靠系数，本实施例中取2。

a.如果满足，则继续进行下面的流程；

b.如果不满足，则识别为逆变侧区外故障，故障无需动作，返回步骤S1。

其中，进行故障极判别的具体步骤如下：

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，可构造基于长时间窗的卷积功率选极判据，为：

式中：Δ_th2＝k_rel.3min(P_pT2max/P_nT2max)。k_rel.3为可靠系数，取1.5；P_pT2max和P_nT2max分别为正极和负极的长时间窗卷积功率值。

a.如果满足正极故障条件，则识别为正极区内故障，正极线路故障保护装置动作并故障识别结束；

b.如果满足负极故障条件，则识别为负极区内故障，负极线路故障保护装置动作并故障识别结束；

c.如果满足极间故障条件，则识别为极间区内故障，正极和负极线路故障保护装置动作并故障识别结束。

综上所述，本实施例提供一种基于卷积功率的高压直流输电线路自适应单端量保护方法，旨在解决高压直流输电线路保护在远端故障下耐受过渡电阻能力不足、区内外故障识别困难的问题并新构造一个暂态保护方法来建立时域与频域之间联系。故本实施例设计了一种长短时间窗卷积功率特征的高压直流输电线路自适应单端量保护方案，兼具两者优点的保护方案。它由主判据1和主判据2组成。主判据采用短时间窗T₁(1ms)的高频卷积功率，该判据的主要功能为快速识别区内低阻和区外故障。不同频率下卷积功率比值即R_a构成主判据2主要用来辅助识别高阻故障。两个主判据相辅相成，共同构成高压直流输电线路单端量保护。同时，利用正负极低频卷积功率指标比值构造判据，实现故障极判别，实现高压直流线路区内外故障的准确识别以及故障极的准确定位。

下面通过一个具体模拟仿真实例对本发明进一步说明。

本实施例在PSCAD/EMTDC中搭建了如图3所示的直流输电系统模型进行仿真测试。整流站和逆变站均为LCC站，直流线路长度为1418km。具体模型参数如表1所示。

表1云广特高压直流输电工程模型参数

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。取卷积功率的时间窗为1ms和3ms，则采样点数N为10和30。根据整定原则和仿真结果可得，该保护方案的判据整定结果如表2所示。

表2保护判据整定结果

在MATLAB平台上编写保护算法，并导入所建PSCAD模型的正极故障仿真数据，为验证保护方案的准确性和适用性，分别设置在区内线路每间隔200km处高阻故障、正向区外f₂和反向区外f₃处金属性故障，过渡电阻在0～600Ω之间变化。由于正负极对称，此处仅讨论正极故障。

(1)区内外故障识别验证

对于金属性故障的远端区内故障点f₁、正向区外故障点f₂和反向区外故障点f₃处，可采用短时间窗(1ms)的高频卷积功率P_pT1max进行区分。在表3、4和6中，故障距离表示故障点与保护测点之间的距离。

表3区内金属性故障识别结果

由表3所示，在金属性故障情况下，区内各故障点的高频卷积功率的幅值P_pT1max明显大于正向和反向区外故障下的P_pT1max，且利用A₁可靠地识别故障方向，从而可以快速地、准确地识别区内小电阻故障和区外故障。在区内1000km处发生过渡电阻为160Ω故障时故障点的P_pT1max值为881，小于门槛值，可能会造成拒动的影响。

基于短时间窗的高频卷积功率的保护判据具有构成简单、动作速度快等优点，但过渡电阻会明显降低其灵敏度。对于高阻故障，将采用长短时间窗的卷积功率之比R_a的动作判据来识别，具体仿真结果如表4所示。受篇幅限制，此处仅展示部分故障点仿真结果。

表4区内外故障识别结果

(2)故障选极的验证

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_pT2波形如图2所示。

由图2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600Ω，正极故障的P_pT2的波形始终处于负极故障的P_pT2之上。因此，可用低频卷积功率来判别故障极。在实际判据中，通过计算正负极低频卷积功率指标比值P_pLmax/P_nLmax进行故障极判别，具体的故障选极仿真测试结果如表5所示：

表5故障选极结果

由表5可知，在各种故障情况下，所提判据能够可靠判别故障极。

(3)噪声干扰对方法的适应性分析

在实际运行过程中，线路可能会遇到噪声干扰，从而影响线路保护动作的可靠性。为验证本文所提保护方案的抗噪声干扰能力，对保护测点测到的电压和电流都引入以实际信号功率值为基准的高斯白噪声，信噪比为45dB。具体仿真在较为严苛的高斯白噪声干扰下主判据和辅助判据的动作性能结果如表6所示。受篇幅限制，此处仅展示部分故障点仿真结果。

表6加入噪声后主判据和辅助判据的动作性能

由表6可知，即使在信噪比为45dB的高斯白噪声的干扰下，基于短时间窗卷积功率的主判据仍能在原门槛值被有效区分，且能识别区内160Ω的小电阻故障和区外故障。由于辅助判据是基于长时间窗的低频卷积功率，利用行波的低频特征，它具有更高的抗噪声能力，R_P仍有足够的裕度识别区内外故障，故本文所提的方法具有良好的抗干扰能力。

(4)边界元件对方法的适应性分析

高频分量经过边界元件如平波电抗器时会大量衰减，且不同的平波电抗器值对高频分量衰减程度不同，这都将影响基于高频分量的保护原理的适应性。故仿真验证当故障发生在远端区内故障点f₁且过渡电阻为0Ω、600Ω和正向区外金属性故障f₂情况下，进行在不同数值的平波电抗器条件下仿真分析。具体仿真结果如表7所示。

表7不同平波电抗器值下的结果

由表7可知，若按照本文的整定原则，不同的平波电抗器值对主判据1、2的动作性能影响较小。在L_sr>25mH时，利用主判据1、2仍有足够的裕度识别区内外故障。故所提保护方案也适用于弱边界特性的直流输电系统，易于工程实现，普适性较好。

综上所述，本实施例的方法相对于现有技术具有如下有益效果：

(1)本实施例利用长短时窗卷积功率特征，提出了一种利用长短时窗卷积功率特征的高压直流输电线路自适应单端量保护方案，卷积功率结合了行波电压和电流的特性，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)本实施例所提的保护方案中，采用不同频率下的频域功率比的故障识别方法能有效削弱过渡电阻的影响，物理概念清晰、算法简单，无须依赖快速傅里叶变换或小波变换等时频分析方法提取故障行波特征，易于工程实现。

(3)本实施例所提保护方法采用单端量信息，仅需主判据就能在1ms/10kHz的数据窗内正确识别直流线路的区内小电阻故障和区外故障；在区内外故障识别中加入基于长短时间窗卷积功率之比的高阻辅助判据，保护算法能够准确识别区内远端高阻故障，所提保护方案具有绝对的选择性和较高的灵敏性。

(4)本实施例所提的保护方案兼具主判据和辅助判据的优点，具有较高的动作速度、能耐受过渡电阻能力达600Ω和抗干扰能力，且对于保护装置的采样频率要求较低。

本实施例还提供一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，包括：

其中，第一预设时间窗小于第二预设时间窗。

本实施例的一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，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自适应单端量保护方法，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；

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如图1所示的方法。

本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

本实施例还提供了一种存储介质，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自适应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。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据离散卷积功率值P_aT1max和离散卷积功率值P_aT2max获取量化指标R_a；

根据所述量化指标判断是否满足区内外故障识别的第二主判据，若满足，进行故障选极；

若不满足，判定故障为逆变侧区外故障；

其中，第一预设时间窗小于第二预设时间窗。

2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法还包括以下步骤：

根据离散化的第一卷积功率序列进行故障方向识别。

3.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述进行故障选极，包括：

4.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述预设的测点为整流站出口处测点。

5.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述根据所述电压数据检测是否满足启动判据，包括：

所述预设公式的表达式如下：

其中，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；

k_v为电压波动系数，w为大于2的整数。

6.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述第一预设时间窗为1ms，所述第二预设时间窗为3ms。

7.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路自适应单端量保护方法，其特征在于，所述量化指标通过以下公式获得：

其中，X表示第X个采样点，N_L为第二预设时间窗T₂内的采样点总数；当a＝p，故障极为正；当a＝n，故障极为负。

8.一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，其特征在于，包括：

其中，第一预设时间窗小于第二预设时间窗。

9.一种高压直流输电线路自适应单端量保护系统，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任一项所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-7任一项所述方法。