[发明专利]适用于LCC-HVDC逆变侧交流线路的行波保护方法

说明书

本发明公开了一种适用于LCC‑HVDC逆变侧交流线路的行波保护方法，根据三相电流行波采样值，启动保护；近逆变站侧和远逆变站侧保护单元分别截取T₁和T₂长度数据窗；对数据窗内的三相电流行波采样值进行相模变换，得到1、2、3、0模电流行波；分别对近逆变站侧和远逆变站侧保护单元处的1模和2模电流行波进行积分运算，并互相交换电流行波积分值；根据得到的电流行波积分值，判断故障区间；结合故障区间，识别1、2、3、0模电流行波初始波头的幅值大小，以确定故障相。本发明可靠性高、动作速度快，对提高交直流混联系统安全稳定水平有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种适用于LCC-HVDC逆变侧交流线路的行波保护方法。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大，大容量交直流混联系统大量建设，其输电距离长、输电容量大、输电效率高。但由于电流源型高压直流输电(LCC-HVDC)逆变站的特殊结构和控制策略，其正常运行易受到逆变侧交流线路故障的影响，如故障不能迅速切除，易导致换相失败问题，甚至会导致直流闭锁。而行波保护动作速度快，耐受过渡电阻能力强，能反应各种故障类型。如将行波保护配置为逆变侧交流线路的主保护，将有利于保证直流系统的正常运行。

但是，逆变站交流母线上并联安装有大容量无功补偿装置和滤波器，对于高频行波信号(>1kHz)近似于直接接地点。因此，交流线路靠近逆变站的一侧保护装置安装处难以检测到电压行波信号，且电流行波信号的折反射也不同于纯交流系统。交流线路远离逆变站的一侧保护装置安装处的电压和电流行波均可正常检测到，且其折反射特点与纯交流系统相同。据此，传统的需要利用线路两端电压和电流行波的保护方法，如幅值比较式行波保护方法、极性比较式行波保护方法、行波差动保护方法等，均不再适用于逆变侧交流线路。电流极性比较式行波保护方法虽仍可应用，但其只利用初始电流波头的极性信息，保护可靠性差。

发明内容

本发明为了解决传统行波保护方法不再适用或可靠性差的问题，提出了一种适用于LCC-HVDC逆变侧交流线路的行波保护方法，本发明充分考虑了逆变侧交流线路特殊的行波折反射特性，识别区内或区外故障，具有较好的适用性，同时利用一段时间内电流行波信号的积分，保护的可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于LCC-HVDC逆变侧交流线路的行波保护方法，包括以下步骤：

(1)根据三相电流行波采样值，检测是否满足保护启动判据，当满足保护启动条件时，启动保护；

(2)保护启动后，近逆变站侧和远逆变站侧保护单元分别截取T₁和T₂长度数据窗；

(3)对数据窗内的三相电流行波采样值进行相模变换，得到1、2、3、0模电流行波，对近逆变站侧和远逆变站侧保护单元处的1模和2模电流行波进行积分运算，并互相交换电流行波积分值；

(4)根据得到的电流行波积分值，判断故障区间。结合故障区间，识别1、2、3、0模电流行波初始波头的幅值大小，以确定故障相。

所述步骤(1)中，保护启动判据为：

N为采样点个数，i(t)为经过高通滤波后t时刻电流采样值，I_thr和ΔI_thr分别为门槛值。其中，判据1或判据2能有一个满足，保护即可启动。

所述步骤(2)中，保护启动后，近逆变站侧和远逆变站侧保护单元分别截取T₁和T₂长度数据窗，T₁≥1ms，T₂≥0.2ms，其中，数据窗应包含保护启动时刻之前一部分数据，以保证覆盖初始电流行波波头数据。

所述步骤(3)中，相模变换算法为：