[发明专利]并联型双极多端直流输电系统电流模量纵差保护方法

说明书

本发明公开了一种并联型双极多端直流输电系统电流模量纵差保护方法。包括：在并联系统各换流站进行数字采样并相模解耦，得到1、0模电压和电流。选取直流主干线路上一点为计算终点，从各换流站起始，逐段计算线路末端电压、电流直至计算终点，并在终点处叠加得到1、0模差流。1模差流大于故障门槛，则为区内故障，反之为区外故障。0模差流大于选型门槛，为正极接地故障；0模差流小于负选型门槛，为负极接地故障；0模差流介于正负选型门槛之间，为极间短路故障。本发明动作速度快，耐过渡电阻能力高，不受分布电容电流影响，并可以推广至任意端并联直流系统，原理上可识别故障类型，适应性强。本发明所需采样率低，易于实现，具备实用价值。

【技术领域】

本发明涉及电力系统直流输电继电保护领域，尤其涉及超/特高压直流输电线路的电流纵联保护。

【背景技术】

双端直流输电系统在我国发展日趋成熟，但存在互联系统送受端系统位置单一，线路通道紧张等问题。多端直流输电系统具备了传统直流输电系统传输功率大，线路造价低，控制方式灵活等特点，并且克服了双端系统存在的问题，是未来直流输电技术的发展趋势。已建成的双端直流输电系统有意大利-科西嘉-撒丁岛三端直流系统和加拿大魁北克-新英格兰多端直流系统。双极多端直流输电的拓扑结构主要分为并联型和串联型。并联型相比串联型而言，具有造价更低，系统扩展方式灵活，电压稳定性更好等优势，将成为多端直流输电系统的主要建设形式。因此，提升多端直流输电线路的保护原理，使之能够更好地适应并联型双极多端直流输电系统的拓扑结构，能够为多端直流输电系统的安全可靠运行保驾护航。

电流差动保护是交流系统中的天然主保护，在传统直流输电系统中作为延时后备保护存在。传统差动保护受到分布电容电流的影响，速动性和可靠性不高。中国专利CN200910022923.6和CN201110349980.2分别针对双端和三端直流输电系统，提出了基于分布参数模型的直流线路差动保护方法，但这些方法并不适用于多端系统，并且方法本身无法区分单极故障和极间故障和进行故障选极。对于多端直流系统，由于涉及的送受端更多，因此需要保护能够快速可靠地区分故障类型，并识别故障极，使得故障切除及回复系统能够更快速地动作，以保障多端系统运行的安全性。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种适用于并联型多端直流输电系统的纵联差动保护，具备动作速度快，可靠性高，耐过渡电阻能力强等优势，并且能够直接进行故障类型区分和故障选极。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

并联型双极多端直流输电系统电流模量纵差保护方法，实现方法包括以下步骤：

步骤一：对于N端并联直流输电系统，在每一端换流站的直流侧保护安装处，对正负极直流线路电压、电流以预定采样速率进行同步采样，并通过数模转换得到正负极直流电压、电流；

步骤二：每一端换流站将采样得到的正负极直流电压、电流利用解耦矩阵解耦为1模和0模电压、电流；

步骤三：直流输电系统模量纵差保护的故障识别判据为：

I_cd1>I_set1 (1)

式中，I_cd1为N端并联直流输电系统的1模差动电流，由各端换流站的1模直流电压和电流得到；I_set1为故障识别门槛。若判据(1)成立，则为直流线路区内故障，反之，则为区外故障。

步骤四：若步骤三的判据(1)成立，进行区内故障选型。模量纵差保护的故障选型判据为：

I_cd0>I_set2 (2)

I_cd0<-I_set2 (3)