[发明专利]基于电压监控的多端柔性直流输电线路故障单端判别方法

说明书

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于电压监控的多端柔性直流输电线路故障单端判别方法，包括：实时采集边界电感线路侧测量点的电压和边界电感换流站侧测量点的电压；通过带通滤波器分别获得边界电感线路侧测量点和边界电感换流站侧测量点的电压的暂态频带分量；计算边界电感线路侧测量点的电压的暂态频带分量与边界电感换流站侧测量点的电压的暂态频带分量的比值；若该比值大于门槛值，则判定为该边界电感所在的直流线路发生故障；若该比值小于门槛值，则判定为该边界电感所在的非直流线路发生故障。通过使用本发明：实现多端柔性直流线路故障区位的准确、可靠判别，且具有较强的抗过渡电阻能力和抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于电压监控的多端柔性直流输电线路故障单端判别方法。

背景技术

柔性直流输电系统具有独立调节有功和无功功率、可以向无源网络供电等特点，与传统高压直流输电系统相比，多端柔性直流输电系统具有明显的优势。然而由于柔性直流输电系统的结构特性，柔性直流输电线路故障电流大，故障发展迅速，直流侧电压跌落快，极容易导致整个系统失去稳定而停运。因此，快速可靠地判别故障线路，并迅速隔离故障，是多端柔性直流输电系统发展和建设面临的关键问题。

目前柔性直流工程中检测直流输电线路故障所用到的故障判别方法和保护主要借鉴了传统高压直流系统的方案配置，即以行波保护和微分欠压保护作为柔性直流输电线路的主保护，此类主要是依靠单端监测到的行波进行故判别，但存在抗过渡电阻能力不足的问题。此外，还配置依据电流差动的故障判别方案、以及依据直流过电压保护和直流电压不平衡的故障判别方案。采用电流差动的故障判别方案需要直流线路双端数据，故障判别速度无法满足柔性直流输电系统快速隔离故障的要求。同时，由于柔性直流侧呈低阻抗特征，依据直流过电压保护和直流电压不平衡的故障判别方案对故障线路选择性不高。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献CN106253240A公开(公告)日2016.12.21，公开一种基于边界特性的多端柔性直流电网系统单端量保护方法，该方法利用直流线路边界的电压差判别故障方向，利用电流高频能量判别故障位置。但由于采用电流高频能量判别故障，该方法易受过渡电阻影响，同时采用电压和电流量进行计算，操作较为复杂。此外，经检索还发现中国文献专利CN107681641A公开(公告)日2018.02.09，公开了一种基于直流电抗器电压的多端柔性直流电网边界保护方法，该方法依赖直流电抗器两端的电压变化特征判别直流线路故障，由于多端柔性直流系统多用于新能源并网领域，直流线路功率波动较大时，该方法判别故障的准确性将受到影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于电压监控的多端柔性直流输电线路故障单端判别方法，通过计算直流线路边界电感两端的频带暂态电压比即可实现故障区位的判别。

基于电压监控的多端柔性直流输电线路故障单端判别方法，包括以下步骤：以直流输电线路单侧的边界电感两侧的分压器为测量点，实时采集边界电感线路侧测量点的电压和边界电感换流站侧测量点的电压；通过带通滤波器分别获得边界电感线路侧测量点和边界电感换流站侧测量点的电压的暂态频带分量；计算边界电感线路侧测量点的电压的暂态频带分量与边界电感换流站侧测量点的电压的暂态频带分量的比值；若该比值大于门槛值，则判定为该边界电感所在的直流线路发生故障；若该比值小于门槛值，则判定为该边界电感所在的非直流线路发生故障。

优选的，所述计算边界电感线路侧测量点的电压的暂态频带分量与边界电感换流站侧测量点的电压的暂态频带分量的比值为：