[发明专利]基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法及系统

权利要求书

1.基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法，其特征在于，包括：

(1)实时采集直流正、负极线路限流电抗器两侧的电压信号，并对采集到的电压信号进行滤波处理；

(2)根据限流电抗器线路侧的电压与直流电网额定电压之间的关系构造低电压启动判据，判断限流电抗器线路侧电压是否满足低电压启动条件，如果是，则直流线路发生故障，进入下一步；否则，返回步骤(1)；

(3)计算故障后设定时间内的直流正、负极线路限流电抗器两侧线模电压行波，从而计算得到限流电抗器上的线模电压；

(4)对步骤(3)计算得到的限流电抗器上的线模电压进行小波变换，计算第一尺度小波变换模极大值；

(5)对步骤(4)得到的小波变换模极大值进行数据有效性检验，记录首个满足数据有效性条件的小波变换模极大值的符号和大小；

(6)建立故障识别判据，利用步骤(5)计算得到的小波变换模极大值符号和大小信息，进行基于单端线模电压小波变换模极大值符号和大小差异的区内外故障识别；

(7)若步骤(6)识别为区内故障，则根据直流输电线路一端的正极与负极电压行波暂态能量和，构建故障极识别判据，进行基于电压行波暂态能量大小差异的故障极识别，从而识别出故障类型。

2.如权利要求1所述的基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法，其特征在于，根据限流电抗器线路侧的电压与直流电网额定电压之间的关系构造低电压启动判据，具体为：当满足直流正极线路限流电抗器线路侧的电压的绝对值或者直流负极线路限流电抗器线路侧的电压的绝对值小于设定倍数的直流电网额定电压时，判定发生故障，保护启动。

3.如权利要求1所述的基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法，其特征在于，计算故障后设定时间内的直流正、负极线路限流电抗器两侧线模电压行波，具体为：

定义线路一端限流电抗器线路侧和母线侧的线模电压行波分别为ΔU_R,line和ΔU_R,bus，则：

式中，U_p,line和U_n,line分别为限流电抗器线路侧正极与负极电压采样值，U_p,bus和U_n,bus分别为限流电抗器母线侧正极与负极电压采样值，n为当前采样点，h表示数据窗内采样点的个数。

4.如权利要求1所述的基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法，其特征在于，计算得到限流电抗器上的线模电压，具体为：

定义线路一端限流电抗器上的线模电压为ΔU_R，则：

ΔU_R(n)＝ΔU_R,line(n)-ΔU_R,bus(n)

其中，ΔU_R,line和ΔU_R,bus分别为线路一端限流电抗器线路侧和母线侧的线模电压行波，n为当前采样点。

5.如权利要求1所述的基于单端电压的多端柔性直流电网直流线路快速保护方法，其特征在于，对限流电抗器上的线模电压进行小波变换，计算第一尺度小波变换模极大值，具体为：

式中，a₀(k)为原始信号，h₀、h₁分别为低通和高通滤波器；a_j(k)、d_j(k)为原信号的第j层平滑逼近系数和细节系数，分别代表从采样率为f_s的原始信号中提取的频段0～f_s/2^j+1和f_s/2^j+1～f_s/2^j的信号分量；

小波变换模极大值d_j(k_n)定义为：|d_j(k_n)|≥|d_j(k)|；

其中，d_j(k)为原信号的第j层平滑细节系数。