[发明专利]一种带静止同步串联补偿器输电线路的序列重叠差分方向保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带静止同步串联补偿器输电线路的序列重叠差分方向保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

近年来，由于大量FACTS设备在电网中的应用，使得电网故障的暂态过程也日趋复杂化，对继电保护提出了更高的要求。在含FACTS元件的系统中，由于FACTS元件的控制参数可能依系统的不同运行工况而发生变化，故障产生的谐波和暂态分量，其幅值和频率也会依不同的元件和故障位置而变化，不仅给传统保护的整定带来困难，甚至给传统的保护理论也提出了挑战。

静止同步串联补偿器（简称：SSSC）是一种常见的FACTS设备，它的装设使得线路参数发生变化，进而破坏线路阻抗的均匀性，故障期间改变线路的结构，增加了继电保护系统判断故障的难度。在静止同步串联补偿器投入并处于容性补偿方式时，补偿元件起到类似串联电容补偿的效果，此时行波在补偿安装处的折反射情况：对于高频分量，其频率越高，透射系数越大，反射作用越弱，而对低频则具有较小的透射系数和较大的反射系数。

针对带静止同步串联补偿器设备的线路故障识别难的问题，我们提出了带静止同步串联补偿器输电线路序列重叠差分方向保护方法。由此提出的判据对于正、反向故障性质的识别将具有很高的精度，线路两侧的方向继电器对故障性质的准确判断，可靠地闭锁区外故障，动作区内故障，对进一步提高电网的稳定运行能力具有着重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带静止同步串联补偿器输电线路的序列重叠差分方向保护方法，用以解决针对带静止同步串联补偿器设备的线路故障识别难的问题。

本发明的技术方案是：一种带静止同步串联补偿器输电线路的序列重叠差分方向保护方法，当带静止同步串联补偿器的输电线路发生故障时，由量测端M的方向继电器R₁采集并计算含故障相的线模电压暂态量u_l和线模电流暂态量i_l，分别对u_l和i_l进行四阶序列重叠差分变换，得到电压差分序列Su_l和电流差分序列Si_l，进而将电压差分序列和电流差分序列相乘求得功率差分序列SP_l，并根据SP_l的首个非零突变极性的正负判断故障方向，若极性为负，则判为正向故障，反之判为反向故障。

所述方法具体步骤为：

第一步：在暂态仿真软件PSCAD的环境下建立带有静止同步串联补偿器的输电线路仿真模型，由量测端M的方向继电器R₁采集并计算含故障相的线模电压暂态量u_l和线模电流暂态量i_l；

第二步：分别利用u_l和i_l当前采样值及之前的4个采样值进行四阶序列重叠差分变换，得到电压差分序列Su_l和电流差分序列Si_l，变换公式如式（1）、（2）所示：

Su_l（k）= u_l（k）-4u_l（k -1）+6u_l（k -2）-4u_l（k -3）+u_l（k -4）               （1）

Si_l（k）= i_l（k）-4i_l（k -1）+6i_l（k -2）-4i_l（k -3）+i_l（k -4）                （2）

式中k表示当前采样点，k取大于4的自然数；