[发明专利]一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法和装置

权利要求书

1.一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法，其特征在于，包括：

计算直流输电线路两端电流频谱的幅值；

根据直流输电线路两端电流频谱的幅值确定直流输电线路两端的电流频谱相关度；

根据直流输电线路两端的电流频谱相关度确定保护装置是否动作；

所述计算直流输电线路两端的电流频谱包括：

按下式计算直流输电线路第一端电流频谱的幅值：

其中，i_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的幅值，a_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的实部，b_1k(t)表示表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的虚部，其中a_1k(t)和b_1k(t)分别按下式计算：

其中，N₁表示直流输电线路第一端的采样点数，f_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点的电流值；

按下式计算直流输电线路第二端电流频谱的幅值：

其中，i_2l(t)直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的幅值，a_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的实部，b_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的虚部，其中a_2l(t)和b_2l(t)分别按下式计算：

其中，N₂表示直流输电线路第二端的采样点数，且N₂＝N₁；f_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点的电流值；

所述直流输电线路两端的电流频谱相关度按下式计算：

其中，ρ表示直流输电线路两端的电流频谱相关度，cov(i_1k(t),i_2l(t))表示i_1k(t)与i_2l(t)之间的协方差，σ²(i_1k(t))表示i_1k(t)的方差，σ²(i_2l(t))表示i_2l(t)的方差，cov(i_1k(t),i_2l(t))按下式计算：

其中，N为中间量，且N＝N₂＝N₁；

σ²(i_1k(t))按下式计算：

σ²(i_2l(t))按下式计算：

所述根据直流输电线路两端的电流频谱相关度确定保护装置是否动作包括：

将直流输电线路两端的电流频谱相关度ρ与相关度预设值ρ_set进行比较；

在ρ≤ρ_set时，确定故障发生在直流输电线路上，保护装置动作，且将动作信号发送给发生故障的直流输电线路两侧的直流断路器，切除发生故障的直流输电线路；

在ρρ_set时，确定故障未发生在直流输电线路上，保护装置不动作。

2.一种基于电流频谱的直流输电线路保护装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于计算直流输电线路两端电流频谱的幅值；

确定模块，用于根据直流输电线路两端电流频谱的幅值确定直流输电线路两端的电流频谱相关度；

保护模块，用于根据直流输电线路两端的电流频谱相关度确定保护装置是否动作；

所述计算模块，包括：

第一计算单元，用于按下式计算直流输电线路第一端电流频谱的幅值：

其中，i_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的幅值，a_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的实部，b_1k(t)表示表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点电流频谱的虚部，其中a_1k(t)和b_1k(t)分别按下式计算：

其中，N₁表示直流输电线路第一端的采样点数，f_1k(t)表示直流输电线路第一端t时刻第k个采样点的电流值；

第二计算单元，用于按下式计算直流输电线路第二端电流频谱的幅值：

其中，i_2l(t)直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的幅值，a_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的实部，b_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点电流频谱的虚部，其中a_2l(t)和b_2l(t)分别按下式计算：

其中，N₂表示直流输电线路第二端的采样点数，且N₂＝N₁；f_2l(t)表示直流输电线路第二端t时刻第l个采样点的电流值；

所述确定模块具体用于：

按下式计算直流输电线路两端的电流频谱相关度：

其中，ρ表示直流输电线路两端的电流频谱相关度，cov(i_1k(t),i_2l(t))表示i_1k(t)与i_2l(t)之间的协方差，σ²(i_1k(t))表示i_1k(t)的方差，σ²(i_2l(t))表示i_2l(t)的方差，cov(i_1k(t),i_2l(t))按下式计算：

其中，N为中间量，且N＝N₂＝N₁；

σ²(i_1k(t))按下式计算：

σ²(i_2l(t))按下式计算：

所述保护模块，包括：

比较单元，用于将直流输电线路两端的电流频谱相关度ρ与相关度预设值ρ_set进行比较；

第一保护单元，用于在ρ≤ρ_set时，确定故障发生在直流输电线路上，保护装置动作，且将动作信号发送给发生故障的直流输电线路两侧的直流断路器，切除发生故障的直流输电线路；

所述保护模块，进一步包括：

第二保护单元，用于在ρρ_set时，确定故障未发生在直流输电线路上，保护装置不动作，其中ρ_set表示相关度设定值。