CN114142442B - 一种直流输电线路保护方法及系统 - Google Patents

一种直流输电线路保护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种直流输电线路保护方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。采集线路单端的行波信号以获取行波信号的变化量，利用其构造启动信号；计算启动信号在设定的短窗内的短窗能量；判断短窗能量是否大于满足设定的启动阈值，若否，则返回继续计算短窗能量，若是，则计算短窗能量的幂变换后在设定的短窗内的变化率最大值，构造故障区段识别信号；判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障，发保护动作指令。本发明仅利用单端量，不需要同步对时，可实现故障的快速、可靠检测、识别，兼顾保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

Description

一种直流输电线路保护方法及系统
技术领域
本发明涉及一种直流输电线路保护方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
我国能源和负荷东西分布不均匀，能源分布在中西部地区较多，负荷分布在东部地区较多。西北的风电、光伏发电和西南的水电等清洁能源大部分输送到东部负荷中心。高压直流输电具有输送容量大，输送距离远；输电杆塔结构简单，输电走廊窄，输电线路少，输电损耗小，等独特优势，特别是在清洁能源输电中直流输电可实现异步联网等优势被广泛应用。在高压直流输电过程中，若输电线路发生故障后能快速、可靠检测与识别，不但可提高电力系统的稳定性，而且可以减小甚至避免因大面积停电造成的巨大损失。其次还可以减少巡线人员的劳动强度。因此快速可靠的检测与识别故障对直流输电具有重要意义。
直流输电系统具有故障阻尼小，故障电流大，故障蔓延速度快，电流到达峰值时间短，而直流系统的电力电子器件较多，且耐受过电压能力差，因此快速、可靠检测、识别故障对系统稳定运行至关重要。目前已有的保护：行波暂态量保护为直流输电的主保护，但其耐过渡电阻能力差，灵敏度、抗干扰性和可靠性不高，且难以识别高阻故障；微分欠压保护在速动性和可靠性略比性行波保护的高，但其也需要20ms以上的延时，且对高阻接地故障灵敏性不高、灵活应用拓扑性能差；低电压保护主要用于高阻接地故障保护，但其速动性较差，部分直流工程未配备该保护；纵联差动保护，判据需要的延时较长，其速动性较差，对于区外故障和启动过程还会导致误动作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种直流输电线路保护方法及系统，解决现有直流输电线路高阻故障时区分故障发生在区内还是区外不可靠、判断故障时间过长和单端保护不能保护线路全长的问题。可以实现故障快速、可靠检测、识别，兼顾保护的选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
本发明的技术方案是：一种直流输电线路保护方法，具体步骤为：
Step1：采集线路单端的行波信号获得行波信号的变化量，利用其构造启动信号。
Step2：启动信号在设定的短窗内连续累积得到短窗能量。
Step3：判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算连续累积，若是，则计算短窗能量的幂变换后在设定的短窗内的变化率最大值，构造故障区段识别信号。
Step4：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障，发出保护动作指令。
所述Step1具体步骤为：
Step1.1：采集线路单端的行波信号，行波信号为采集到的电压行波或电流行波；单端可为逆变侧端和整流侧端，采集单端信号，不需要同步对时，可实现快速获取故障信号。
Step1.2：采集到的行波信号进行模数变换，将模拟量信号的瞬时值变换成数字量信号的数字值。
Step1.3：对变换后的数字量进行差分计算，得到行波信号的变化量，来构造启动信号。其差分计算公式为：
yd(i)＝x(i+1)-x(i)
其中，yd(i)表示第i个采样点的差分值，x(i+1)表示第i+1个采样值，x(i)表示第i个采样值。
所述Step2具体步骤为：
Step2.1：以第一个数据为起点顺序向后累加kk-1个点的数据，记为第一个数据的短窗能量；其中kk为短窗内1的采样点数，一般取3-10个点，具体点数以实际线路需求酌情确定。
Step2.2：以第二个数据为起点计算第二个数据的短窗能量，依次向后计算短窗能量。
第i个点的短窗能量
Figure BDA0003339335230000021
计算公式为：
Figure BDA0003339335230000022
其中，
Figure BDA0003339335230000023
表示第i个启动信号的短窗能量；kk表示短窗1内的采样点数；yd(i)表示启动信号进行差分计算后的计算值。
所述Step3具体步骤为：
Step3.1：对Step2计算得到的短窗能量取绝对值。
Step3.2：判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续执行Step2。若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若小于等于1，则执行Step3.3，若大于1，则执行Step3.4.
Step3.3：对短窗能量绝对值乘与一个系数使其值大于1，再执行Step3.4，
Step3.4：进行短窗能量的幂变换；进行幂运算时若累加量是负数则幂指数选取偶数，若累加量是正数幂指数选取偶数或者奇数都可。
Step3:5：在短窗Ⅱ内对幂变换后的值进行差分变换。
Step3.6：计算出短窗Ⅱ内幂变换后差分变换的最大值，以构造故障区段识别信号。
所述Step4具体步骤为：
Step4.1：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障。区段阈值为区分区内和区外故障的门槛值，根据实际线路酌情选取。
Step4.2：发保护动作指令。
一种直流输电线路保护系统，包括：
数值计算模块，用于获取行波信号的变化量，构造启动信号。计算启动信号在设定的短窗Ⅰ内的短窗能量。计算短窗能量绝对值。计算短窗能量绝对值的幂变换。计算在设定的短窗Ⅱ内短窗能量绝对值变化率的最大值，构造故障区段识别信号。
逻辑判断模块，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则继续执行短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量绝对值乘以一个系数，使其值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换。判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障。
保护发送模块，用于发送保护动作指令。
所述数据采集模块包括：
数据采集单元，用于从传感器和其它测量设备等被测单元中实时采集电压信号和电流信号。
模数变换单元，用于将采集到的模拟量信号的瞬时值变换成数字量信号的数字值。
所述数值计算模块包括：
信号变化量计算单元，用于对采集到的数据进行差分处理，用其构造启动信号。
短窗能量计算单元，用于计算启动信号在设定的短窗内的短窗能量。
绝对值计算单元，用于计算短窗能量的绝对值。
幂运算计算单元，用于短窗能量的绝对值与一个系数相乘后进行幂运算。
幂运算的最大值计算单元，用于计算短窗内幂运算的最大值。
所述逻辑判断模块包括：
短窗能量判断单元，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量乘以一个系数，使其绝对值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换。
故障区段判断单元，用于判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障。
所述保护发送模块包括：保护发送单元，用于发送保护动作指令。
本发明的有益效果是：本发明对于1MHz采样频率下对不同故障距离，不同故障类型，不同过渡电阻，区内故障和区外故障都能准确快速的区分区内故障和区外故障。本发明算法简单，保护所用时间短，仅用几毫秒就可以启动故障保护系统；抗过度电阻能力强，对高阻接地故障也能可靠的检测与动作；单端保护不需要对时，也大大节省了保护时间；单端保护可以保护线路的全长，因此该保护方法与系统具有保护利用单端量，不需要同步对时，可实现故障的快速、可靠检测、识别，兼顾保护的选择性、灵敏性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，在没有实施创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1具体实施流程图；
图2是本发明实施例1中Step 1的具体步骤流程图；
图3是本发明实施例1中整流侧采集到的电流时域波形图；
图4是本发明实施例1中短窗能量时域波形图；
图5是本发明实施例1中Step 3的具体步骤流程图；
图6是本发明实施例1中Step 4的具体步骤流程图；
图7是本发明实施例1中1MHz采样频率下故障样本的区段识别信号；
图8是本发明实施例2中200kHz采样频率下故障样本的区段识别信号；
图9是本发明实施例3的保护系统图。
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不付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。
实施例1：首先在PSCAD/EMTDC搭建直流输电线路模型，线路长度为1500km，电压等级为±800kV，采样频率为1MHz，分别设置整流侧区外故障，5km处高阻(500Ω)接地故障，1495km处高阻(500Ω)接地故障和逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障四种情况。
如图1所示，一种直流输电线路保护方法，具体步骤为：
Step1：采集线路单端的行波信号获得行波信号的变化量，利用其构造启动信号。
如图2所示，Step1具体步骤为：
Step1.1：采集线路单端的行波信号，行波信号为采集到的电压行波u或电流行波i。单端为第一端或者第二端，即直流输电线路两端中逆变端和整流端的任意一端。
本实施例中采集M端极1和极2出口处的电流信号，其中M端为直流输电线路的整流侧。整流侧采集到的电流波形如图3所示。
图3中(a)图形为5km处高阻(500Ω)接地故障的电流时域波形，(b)图为1495km处高阻(500Ω)接地故障电流时域波形图，(c)图为整流侧区外故障电流时域波形图，(d)图为逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障电流时域波形图。
Step1.2：对采集到的电压和电流行波进行模数变换，将瞬时模拟量变换成数字量。
Step1.3：对数字量x(i)进行差分计算，得到行波信号的变化量yd(i)，来构造启动信号。其差分计算公式为：
yd(i)＝x(i+1)-x(i)
其中，yd(i)表示第i个采样点的差分值，x(i+1)表示第i+1个点的采样值，x(i)表示第i个点的采样值。其中1≤i＜采样点数。
本实施例采样点数为45003个采样点，进行差分计算后得到45002个行波信号的变化量yd，即45002个启动信号。
Step2：启动信号在设定的短窗Ⅰ内连续累积得到短窗能量。
Step2具体步骤为：
以第一个数据为起点顺序向后累加kk-1个点的数据，记为第一个数据的短窗能量；其中kk为短窗Ⅰ内的采样点数，一般取3-10个点，具体点数以实际线路需求酌情确定。以第二个数据为起点按上述计算方法计算第二个数据的短窗能量，依次向后计算短窗能量。
第i个点的短窗能量
Figure BDA0003339335230000061
计算公式为：
Figure BDA0003339335230000062
其中，
Figure BDA0003339335230000063
表示第i个启动信号的短窗能量；kk表示短窗1内采样数据的采样点数；yd(i)表示启动信号进行差分计算后的计算值。i小于等于采样点数与kk的差。
本实施例中，kk取为10，对启动信号进行短窗能量计算，计算得到44991个短窗能量。短窗能量时域波形如图4所示，图4中(a)图形为5km处高阻(500Ω)接地故障的短窗能量时域波形，(b)图为1495km处高阻(500Ω)接地故障短窗能量时域波形图，(c)图为整流侧区外故障短窗能量时域波形图，(d)图为逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障短窗能量时域波形图。
Step3：判断短窗能量是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算连续累积，若是，则计算短窗能量的幂变换后在设定的短窗Ⅱ内的变化率最大值，构造故障区段识别信号。
如图5所示，Step3具体步骤为：
Step3.1：对Step2计算得到的短窗能量取绝对值。
Step3.2：判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续执行Step2，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若小于等于1，则执行Step3.3，若大于1，则执行Step3.4。
Step3.3：对短窗能量绝对值乘与一个系数使其值大于1，再执行Step3.4。
Step3.4：进行短窗能量的幂变换，进行幂运算时若累加量是负数则幂指数选取偶数，若累加量是正数幂指数选取偶数或者奇数都可。
Step3.5：在短窗Ⅱ内对幂变换后的值进行差分变换。
Step3.6：计算出短窗Ⅱ内幂变换后差分变换的最大值，以构造故障区段识别信号。
本实施例中短窗能量阈值设置为0.1。
Step4：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障，发出保护动作指令。
如图6所示，Step4具体步骤为：
Step4.1：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值。
Step4.2：若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障，发保护动作指令。
本实施例区段阈值设置为0.02。
图7为1MHz采样频率下计算出的区段识别信号，图中横坐标为本实施例故障类型数，纵坐标为区段识别信号值幅值，第一个故障样本为5km处高阻(500Ω)接地故障，第二个故障样本为1495km处高阻(500Ω)接地故障，第三个故障样本为整流侧区外故障，第四个故障样本为逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障。
除了上面四个故障样本，在1MHz采样频率下还对不同故障距离，不同故障类型，不同过渡电阻，区内故障和区外故障进行了故障结果判断。如表1所示：
Figure BDA0003339335230000071
表1：1MHz采样频率下不同故障样本判断情况
实施例2：首先在PSCAD/EMTDC搭建直流输电线路模型，线路长度为1500km，电压等级为±800kV，采样频率为200kHz，分别设置整流侧区外金属性接地故障，逆变侧区外金属性接地故障，整流侧区外高阻(500Ω)接地故障，逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障，5km处高阻(500Ω)接地故障，1200km处极间高阻(500Ω)故障，1495km处极间高阻(500Ω)故障和1495km处高阻(500Ω)接地故障八种情况。
具体实施步骤为：
Step1：采集线路单端的行波信号获得行波信号的变化量，利用其构造启动信号。
Step1具体步骤为：
Step1.1：采集线路单端的行波信号，行波信号为采集到的电压行波u或电流行i。本实施例采集M端极1和极2出口处的电流信号，其中M端为直流输电线路的整流侧。Step1.2：对采集到的电压和电流行波进行模数变换，将瞬时模拟量变换成数字量；
Step1.3：对数字量x(i)进行差分计算，得到行波信号的变化量yd(i)，来构造启动信号。其差分计算公式为：
yd(i)＝x(i+1)-x(i)
其中，yd(i)表示第i个采样点的差分值，x(i+1)表示第i+1个点的采样值，x(i)表示第i个点的采样值。其中1≤i＜采样点数。
本实施例采样点数为903个采样点，进行差分计算后得到902个行波信号的变化量yd，即902个启动信号。
Step2：以第一个数据为起点顺序向后累加kk-1个点的数据，记为第一个数据的短窗能量；其中kk为短窗Ⅰ内的采样点数，一般取3-10个点，具体点数以实际线路需求酌情确定。以第二个数据为起点按上述计算方法计算第二个数据的短窗能量，依次向后计算短窗能量。
第i个点的短窗能量
Figure BDA0003339335230000081
计算公式为：
Figure BDA0003339335230000082
其中：
Figure BDA0003339335230000083
表示第i个启动信号的短窗能量；kk表示短窗1内采样数据的采样点数；yd(i)表示启动信号进行差分计算后的计算值。i小于等于采样点数与kk的差。
本实施例kk取为10，对启动信号进行短窗能量计算，计算得到891个短窗能量。
Step3：判断短窗能量是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算连续累积，若是，则计算短窗能量的幂变换后在设定的短窗Ⅱ内的变化率最大值，构造故障区段识别信号；
Step3具体步骤为：
Step3.1：对Step2计算得到的短窗能量取绝对值。
Step3.2：判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续执行Step2，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若小于等于1，则执行Step3.3，若大于1，则执行Step3.4。
Step3.3：对短窗能量绝对值乘与一个系数使其值大于1，再执行Step3.4。
Step3.4：进行短窗能量的幂变换，进行幂运算时若累加量是负数则幂指数选取偶数，若累加量是正数幂指数选取偶数或者奇数都可。
Step3.5：在短窗Ⅱ内对幂变换后的值进行差分变换。
Step3.6：计算出短窗Ⅱ内幂变换后差分变换的最大值，以构造故障区段识别信号。
本实施例短窗能量阈值设置为0.15。
Step4：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障，发出保护动作指令。
本实施例区段阈值设置为3*e-4。
如图8所示，为200kHz采样频率下计算出的区段识别信号，图中横坐标为本实施例故障类型数，纵坐标为区段识别信号值幅值，第一个故障样本为整流侧区外金属性接地故障，第二个故障样本为整流侧区外高阻(500Ω)接地故障，第三个故障样本为逆变侧区外金属性接地故障，第四个故障样本为逆变侧区外高阻(500Ω)接地故障，第五个故障样本为5km处高阻(500Ω)接地故障，第六个故障样本为1200km处极间高阻(500Ω)故障，第七个故障样本为1495km处极间高阻(500Ω)故障，第八个故障样本为1495km处高阻(500Ω)接地故障。其判断情况如表2所示：
Figure BDA0003339335230000091
表2：200kHz采样频率下上述八种故障类型判断情况
本实施例2对于200kHz采样频率下对不同故障距离，不同故障类型，不同过渡电阻，区内故障和区外故障都能准确快速的区分区内故障和区外故障。
实施例3：
如图9所示，一种直流输电线路保护系统，包括：
数值计算模块，用于获取行波信号的变化量，构造启动信号。计算启动信号在设定的短窗Ⅰ内的短窗能量。计算短窗能量绝对值。计算短窗能量绝对值的幂变换。计算在设定的短窗Ⅱ内短窗能量绝对值变化率的最大值，构造故障区段识别信号。
逻辑判断模块，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则继续执行短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量绝对值乘以一个系数，使其值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换。判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障。
保护发送模块，用于发送保护动作指令。
所述数据采集模块包括：
数据采集单元，用于从传感器和其它测量设备等被测单元中实时采集电压信号和电流信号。
模数变换单元，用于将采集到的模拟量信号的瞬时值变换成数字量信号的数字值。
所述数值计算模块包括：
信号变化量计算单元，用于对采集到的数据进行差分处理，用其构造启动信号。
短窗能量计算单元，用于计算启动信号在设定的短窗内的短窗能量。
绝对值计算单元，用于计算短窗能量的绝对值。
幂运算计算单元，用于短窗能量的绝对值与一个系数相乘后进行幂运算。
幂运算的最大值计算单元，用于计算短窗内幂运算的最大值。
所述逻辑判断模块包括：
短窗能量判断单元，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量乘以一个系数，使其绝对值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换。
故障区段判断单元，用于判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障。
所述保护发送模块包括：保护发送单元，用于发送保护动作指令。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本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 (2)

1.一种直流输电线路保护方法，其特征在于：
Step1：采集线路单端的行波信号获得行波信号的变化量，利用其构造启动信号；
Step2：启动信号在设定的短窗Ⅰ内连续累积得到短窗能量；
Step3：对短窗能量取绝对值，判断其是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算连续累积，若是，则计算其幂变换后在设定的短窗Ⅱ内的变化率最大值，构造故障区段识别信号；
Step4：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障，发出保护动作指令；
所述Step1具体为：
Step1.1：采集线路单端的行波信号，行波信号为采集到的电压行波或电流行波；单端为第一端或者第二端，即直流输电线路两端中逆变端和整流端的任意一端；
Step1.2：对采集到的行波信号进行差分变换，得到行波信号的变化量，来构造启动信号；
所述Step2具体为：
Step2.1：以当前采样点对应时刻为短窗Ⅰ的起始时刻，短窗Ⅰ为kk个采样数据点的时间窗，取3-10个点；
Step2.2：以当前采样点为起点顺序向后累加kk-1个点的采样值，记为当前采样点的短窗能量；
所述Step3具体为：
Step3.1：对Step2计算得到的短窗能量取绝对值；
Step3.2：判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续执行Step2，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否，则执行Step3.3，若是，则执行Step3.4；
Step3.3：对短窗能量绝对值乘与一个系数使其值大于1，再执行Step3.4；
Step3.4：进行短窗能量的幂变换；
Step3.5：在短窗Ⅱ内对幂变换后的值进行差分变换；
Step3.6：计算出短窗Ⅱ内幂变换后差分变换的最大值，以构造故障区段识别信号；
所述Step4具体为：
Step4.1：判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障；若是，则为本线路故障；
Step4.2：发保护动作指令。
2.一种直流输电线路保护系统，其特征在于，包括：
数值计算模块，用于获取行波信号的变化量，构造启动信号；计算启动信号在设定的短窗Ⅰ内的短窗能量；计算短窗能量绝对值；计算短窗能量绝对值的幂变换；计算在设定的短窗Ⅱ内短窗能量绝对值变化率的最大值，构造故障区段识别信号；
逻辑判断模块，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则继续执行短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量绝对值乘以一个系数，使其值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换；判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障；
保护发送模块，用于发送保护动作指令；
所述直流输电线路保护系统，还包括数据采集模块，所述数据采集模块包括：
数据采集单元，用于从传感器和其它测量设备中实时采集电压信号和电流信号；
模数变换单元，用于将采集到的模拟量信号的瞬时值变换成数字量信号的数字值；
所述数值计算模块包括：
信号变化量计算单元，用于对采集到的数据进行差分处理，用其构造启动信号；
短窗能量计算单元，用于计算启动信号在设定的短窗内的短窗能量；
绝对值计算单元，用于计算短窗能量的绝对值；
幂运算计算单元，用于短窗能量的绝对值与一个系数相乘后进行幂运算；
幂运算的最大值计算单元，用于计算短窗内幂运算的最大值；
所述逻辑判断模块包括：
短窗能量判断单元，用于判断短窗能量的绝对值是否大于设定的启动阈值，若否，则返回继续计算短窗能量，若是，则判断短窗能量的绝对值是否大于1，若否则对短窗能量乘以一个系数，使其绝对值大于1，若是，则对短窗能量的绝对值进行幂变换；
故障区段判断单元，用于判断故障区段识别信号是否大于设定的区段阈值，若否，则为非本线路故障，若是，则为本线路故障；
所述保护发送模块包括：保护发送单元，用于发送保护动作指令。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114878971B (zh) * 2022-05-31 2024-01-30 国网北京市电力公司 一种配电网故障点定位方法、装置、设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111030062A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 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
CN111342435A (zh) * 2020-03-26 2020-06-26 四川大学 适用于柔性直流输电系统输电线路的单端量行波保护方法
WO2021000738A1 (zh) * 2019-07-04 2021-01-07 中国电力科学研究院有限公司 基于纯电流特征的直流输电线路保护方法和系统
US10910824B1 (en) * 2020-07-22 2021-02-02 North China Electric Power University Active control-based protection system and method for flexible direct current system of photovoltaic plant

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10126475A1 (de) * 2001-05-31 2003-03-20 Juergen Loose Raumzonenbehandlungsgerät - eine Alternative zur Fensterlüftung
CN102590691B (zh) * 2011-07-04 2015-05-20 昆明理工大学 一种基于极波数学形态谱的特高压直流输电线路区内外故障检测方法
CN104538940B (zh) * 2014-12-15 2017-10-27 昆明理工大学 一种特高压直流输电线路单端保护方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021000738A1 (zh) * 2019-07-04 2021-01-07 中国电力科学研究院有限公司 基于纯电流特征的直流输电线路保护方法和系统
CN111030062A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 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
CN111342435A (zh) * 2020-03-26 2020-06-26 四川大学 适用于柔性直流输电系统输电线路的单端量行波保护方法
US10910824B1 (en) * 2020-07-22 2021-02-02 North China Electric Power University Active control-based protection system and method for flexible direct current system of photovoltaic plant

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