[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

说明书

本发明提供了一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法和装置，先计算直流输电线路两端电流频谱的幅值，然后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，最后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，实现直流输电线路全段的保护。本发明提供的技术方案识别出故障发生在直流输电线路上以后，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，直流断路器立即切除发生故障的直流输电线路，实现故障线路的隔离；本发明提供的技术方案有效利用电流暂态分量中的电流频谱，消除了电流暂态分量时域特征混叠对故障识别的影响，准确度高。

技术领域

本发明涉及直流输电线路保护技术，具体涉及一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法和装置。

背景技术

直流输电线路故障后要求直流输电线路的保护装置快速识别所发生的故障，并与直流断路器配合将发生故障的直流输电线路隔离。现有的直流输电线路的保护方法包括行波保护、电压突变量保护、电流突变量保护、过电流保护、低电压保护和纵联差动等。其中的行波保护、电压突变量保护、电流突变量保护、过电流保护和低电压保护都是单端量保护，无法保护直流输电线路全长，同时当直流线路发生经高阻接地故障时，以上直流输电线路的保护方法的灵敏性低，动作时间有延时，不利于将发生故障的直流输电线路快速切除，其中的纵联差动保护需要进行时间同步，且实时交互两侧电流量，对通道带宽要求高。

直流输电线路上未安装直流断路器时，对保护动作速度及灵敏性要求不高，可以通过断开交流侧断路器隔离故障，当直流输电线路组网后需要安装直流断路器进行选择性隔离故障，对于直流输电线路，电流及电压采样率高达50kHz，上述直流输电线路的保护方法无法满足动作时间和动作性能方面的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术不能保护直流输电线路全长、灵敏度低、动作时间有延时且对通道带宽要求高的不足，本发明提供一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法和装置，先计算直流输电线路两端电流频谱的幅值，然后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，最后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，实现直流输电线路的保护。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

第一个方面，本发明提供一种基于电流频谱的直流输电线路保护方法，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：