[发明专利]基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法

权利要求书

1.一种基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，包括：

(1)对于电网中的每一条直流线路，持续监测其直流电压变化率，并在所述直流电压变化率大于预设的第一阈值时转入步骤(4)，以启动对所述直流线路的故障检测；

(2)在所述直流线路的一端，分别获得目标时间段内正极限流电抗器L_p和负极限流电抗器L_n的电压时间积和并根据所述电压时间积和的比值k进行故障选极，以判定故障类型；

(3)将所述电压时间积和相加以得到电压时间积并根据所述故障类型获得对应的第二阈值，若所述电压时间积大于所述第二阈值，则判定所发生的故障为区内故障；否则，判定所发生的故障为区外故障或者未发生故障；

(4)在所述直流线路的两端，分别执行步骤(2)～(3)，以实现对所述直流线路的故障检测；

其中，所述电压时间积为目标时间段内电压对时间的积分结果，所述目标时间段以故障启动时间为起点，所述故障类型为正极接地故障、负极接地故障或双极短路故障。

2.如权利要求1所述的基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，还包括：

若所发生的故障为区内故障，则通过安装于所述直流线路两端的断路器断开所述直流线路；否则，安装于所述直流线路两端的断路器不动作。

3.如权利要求1所述的基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，所述目标时间段的长度为0.5ms～1.5ms。

4.如权利要求1或2所述的基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

在所述直流线路的一端，在目标时间段内将所述正极限流电抗器L_p的电压u_Lp对时间积分，以得到所述正极限流电抗器L_p的电压时间积为：在目标时间段内将所述负极限流电抗器L_n的电压u_Ln对时间积分，以得到所述负极限流电抗器L_n的电压时间积为：

获得所述电压时间积和的比值为：

若k＞λ，则判定所述直流线路上发生的故障为正极接地故障；若k＜1/λ，则判定所述直流线路上发生的故障为负极接地故障；若1/λ＜k＜λ，则判定所述直流线路上发生的故障为双极短路故障；

其中，t0为故障检测启动时间，Δt为所述目标时间段的长度，λ为比值系数，λ＞1。

5.如权利要求4所述的基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，所述比值系数λ的获取方法为：

在根据所述电网的系统参数和所述直流线路的线路参数建立的电网模型中，在所述直流线路的一端，分别设置负极接地故障、双极短路故障和正极接地故障并仿真，以分别获得负极接地故障下所述正极限流电抗器L_p和所述负极限流电抗器L_n的比值k₁、双极短路故障下所述正极限流电抗器L_p和所述负极限流电抗器L_n的比值k₂以及正极接地故障下所述正极限流电抗器L_p和所述负极限流电抗器L_n的比值k₃；

进行多次仿真以整定得到所述比值k₁的取值范围(-∞,λ₁)、所述比值k₂的取值范围(λ₂,λ₃)以及所述比值k₃的取值范围(λ₄,+∞)；

根据各故障类型下，所述正极限流电抗器L_p和所述负极限流电抗器L_n的比值的取值范围确定所述比值系数λ，使得λ₃＜λ＜λ₄且λ₁＜1/λ＜λ₂；

其中，λ₁＜λ₂＜λ₃＜λ₄。

6.如权利要求1或2所述的基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，与所述故障类型对应的第二阈值的获取方法包括：

在根据所述电网的系统参数和所述直流线路的线路参数建立的电网模型中，根据所述故障类型在所述直流线路的另一端的直流母线上设置相同类型的故障并仿真，以获得所述正极限流电抗器L_p和负极限流电抗器L_n的电压时间积之和的仿真值并根据所述仿真值得到与所述故障类型对应的第二阈值为：

其中，k_rel为可靠系数，且k_rel＞1。