[发明专利]一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法

权利要求书

1.一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)实时采集直流线路保护元件处的电压、电流数据；

(2)根据采集到的电压、电流数据进行电压极波计算；监控电压极波突变时刻；根据相邻两个采样点的极波差值判断是否满足线路保护启动条件；如果是，启动线路保护，进入下一步；否则，返回步骤(1)；

线路保护启动的条件为：相邻两个采样点的电压极波差值的绝对值大于设定的整定值；如果连续三个采样点间的电压极波差值均满足线路保护启动的条件，则启动线路保护；

(3)根据步骤(2)线路保护启动时刻，提取线路保护启动后设定时间内的电压极波突变量数据，对其进行小波变换，得到电压极波的多尺度高低频分量；

(4)进行基于电压极波高频分量幅值的区内外故障识别：若识别为区内故障，转入步骤(5)；否则，返回步骤(1)；

判定发生区内故障的判据为：

D_j>D_set；

式中，D_set是固定门槛，按照躲过区外故障时保护可能检测到的最大暂态电压极波幅值整定；D_j是暂态电压极波p(k)的第j层细节系数d_j(k)的最大幅值，由下式定义：

D_j＝|d_j(k)|_max,k∈(1,n)；

(5)进行基于电压极波高低频能量比值的雷击干扰识别：若识别结果不为雷击干扰，比较正、负极线路电压极波幅值，进行故障极判别；否则，返回步骤(1)；

进行基于电压极波高低频能量比值的雷击干扰识别，具体为：

其中，k_Th为固定门槛，E_H为暂态电压极波对应于第二到第五尺度的高频能量之和，E_L为暂态电压极波对应于第六尺度的低频能量；

进行故障极判别具体为：

定义直流线路同侧保护元件安装处正极和负极线路上D_j的比值为：

式中，D_jp为正极线路上检测到的D_j值，D_jn为负极线路上检测到的D_j值；

故障极识别判据如下：

式中，η₁和η₂均为设定的门槛值；

(6)判断出故障极后，保护对故障极线路断路器发出跳闸指令。

2.如权利要求1所述的一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法，其特征在于，所述步骤(2)中，计算电压极波的方法具体为：

p(t)＝Z·Δi(t)-Δu(t)；

其中，Z为线路的波阻抗，Δi(t)和Δu(t)分别是实时电流、电压与正常运行时稳态电流、电压的差值，即故障分量。

3.如权利要求1所述的一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对电压极波突变量数据进行小波变换，计算电压极波小波变换第j层低频分量a_j(k)和高频分量d_j(k)，具体为：

式中，k为采样点，n为数据窗长度，h和g分别为低通滤波器和高通滤波器。