[发明专利]一种双端高压直流输电线路差动保护算法

权利要求书

1.一种双端高压直流输电线路差动保护方法，在高压直流输电线的两端分别设置有测量点，对高压直流输电线两端的电流与电压数据进行采集，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：构建直流输电线路等效线路模型，包括线路发生区外、区内故障情况下的等效线路模型；

步骤2：根据步骤1得到的模型，描述直流线路发生区外、区内故障时，各极直流线路两测量端的电压、电流以及与电压电流相关的时域数学表达式；

步骤3：据步骤2得到的时域数学表达式，以电流方向已流入线路为正，描述区外、区内故障时各极直流线路两测量端处的电压差的积分式、电流和的积分式的时域数学表达式，再构建基于故障分量和故障全量的纵联阻抗积分式计算项，根据纵向阻抗保护思想，对故障状态结果进行定性分析；

步骤4：根据步骤3中定性分析结果，构造电流差动保护改进判据。

2.根据权利要求1所述的一种双端高压直流输电线路差动保护方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1：当线路发生区内、外故障时，对故障后的实际运行系统按照戴维宁等效原理等效成故障后的双电源供电的双极直流输电线路模型；

步骤1.2：忽略两极线间电容的耦合作用，将输电线路分布电容考虑在内，把步骤1.1得到的区内、区外故障时双电源供电的双极直流输电线路模型分别理想化为区内、区外故障时的单极直流线路集中参数线路模型，也即故障全量线路模型；

步骤1.3：将步骤1.2得到的故障后的单极直流线路集中参数线路模型，根据叠加原理，获得区内、区外故障时相应的单极Π型等效故障分量线路模型和负荷分量线路模型。

3.根据权利要求2所述的一种双端高压直流输电线路差动保护方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1：根据步骤1中获得的故障全量线路模型、Π型等效故障分量线路模型和负荷分量线路模型的基础上，得到无论是线路发生区内还是区外故障下故障点或扰动中心的电压故障分量、电流故障分量的解析表达式如下：

式中，u_F′(t)为故障点的电压故障分量，i_F(t)为电流故障分量，U₀为故障点直流电压的稳态值，I₀为故障直流电流的稳态值，k_u0为故障点直流电压衰减值与稳定值的比值，k_i0为故障直流电流衰减值与稳定值的比值，τ₀为故障点直流电压幅值的衰减时间常数，k∈K为测量电压所遇到相关k整次高阶谐波的集合，U_k为k次谐波电压的有效稳态幅值，I_k为k次谐波故障电流的有效稳态幅值，k_uk为k次谐波电压衰减幅值与稳态幅值的比值，k_ik为k次谐波故障电流衰减幅值与稳态幅值的比值，τ_k为k次谐波电压幅值的衰减时间常数，为k次谐波电压的初始相位，为k次谐波故障电流的初始相位，ω为角频率，t为时间；

步骤2.2：根据步骤2.1得到的解析表达式，获得基于时域环境的各极直流线路两端电压故障分量和电流故障分量的解析表达式；

步骤2.3：根据步骤2.1得到的解析表达式，获得基于时域环境的各极直流线路两端的电压故障全量和电流故障全量的解析表达式。