[发明专利]适用于含UPFC输电线路的方向纵联暂态量保护方法

说明书

本发明属于电力系统故障识别技术领域，尤其涉及一种适用于含UPFC元件线路的方向纵联暂态量保护方法，包括：步骤1：提取故障暂态时母线各出线中电流线模分量，对其进行小波分解，求得各出线的小波能量熵；步骤2：计算各出线小波能量熵相对基准值的比值，与保护整定判据进行比较，开放或闭锁本侧保护，并向线路对侧发送闭锁或允许跳闸信号；步骤3：通过综合判断线路本侧与对侧信息，判断区内、外故障，识别是否发生母线故障。本发明解决了含UPFC、SSSC等元件线路单端暂态量保护易拒动的问题，速动性好且耐过渡电阻能力强，同样适用于一般输电线路。

技术领域

本发明属于电力系统故障识别技术领域，尤其涉及一种适用于含统一潮流控制器(UPFC)元件线路的方向纵联暂态量保护方法。

背景技术

为提高输电线路的输送容量及系统稳定性，静止同步串联补偿器(staticsynchronous series compensator,SSSC)、统一潮流控制器(unified power flowcontroller,UPFC)作为目前最先进的柔性交流输电系统(FACTS)装置，已投入实际运行。当线路发生故障时，FACTS元件的快速调控使得反映工频量的短路路径发生变化；直流、新能源等逆变器型电源也使得反映工频量的电源特性发生变化。给依赖“源”、“径”不变特性的工频量继电保护带来了严峻考验。在交直流互联系统中，故障后应尽可能减少换相失败的持续时间，而工频量保护的滤波算法限制了动作速度的进一步提高。线路故障后的暂态分量中往往蕴含有丰富的故障特征信息，可实现线路超高速保护。因此，探讨如何利用故障暂态信息解决含FACTS元件线路的保护问题十分重要。

关于此方面的研究主要分为基于暂态高频分量和基于故障行波两类。在利用暂态高频分量方面，大多保护原理主要是基于母线电容、阻波器的边界作用，缺少FACTS装置对线路故障暂态影响的详细分析。随着光纤通信逐渐代替传统电力线载波，对于不含有阻波器的线路，当区内故障行波穿过线路补偿装置到达保护安装处时，其高频分量的衰减情况有可能低于区外故障。而行波法不受线路分布电容电流的影响，但需要额外引入电压量进行计算，对两侧时间同步的要求较高，其中对含UPFC、SSSC线路的适用性研究较少。

发明内容

为了解决上述问题，提升含UPFC等FACTS元件输电线路的主保护性能，本发明提出了一种适用于含UPFC元件线路的方向纵联暂态量保护方法，包括：

步骤1：提取故障暂态时母线各出线中电流线模分量，对其进行小波分解，求得各出线的小波能量熵；

步骤2：计算各出线小波能量熵相对基准值的比值，与保护整定判据进行比较，开放或闭锁本侧保护，并向线路对侧发送闭锁或允许跳闸信号；

步骤3：通过综合判断线路本侧与对侧信息，判断区内、外故障，识别是否发生母线故障。

所述步骤1利用Karenbauer变换提取线模分量，通过小波多尺度分解求取各层小波能量，构造各出线的小波能量熵。

步骤2中的所述基准值取为母线各出线中的小波能量熵最低值；所述保护整定判据基于母线电容对暂态高频电流的衰减作用，考虑一定保护裕度构造。

所述步骤2及步骤3进一步包括：若母线各出线小波能量熵中存在大于整定值的情况，大于整定值的线路判定为该线路正方向发生故障，线路本侧保护动作开放，并向对侧发送允许跳闸信号；小于整定值的线路判定为线路反方向发生故障，本侧保护闭锁，并向对侧发送闭锁信号。若母线各出线小波能量熵存在均小于整定值的情况，当保护收到对侧允许跳闸信号时，判定为本侧母线发生故障；当保护收到对侧闭锁信号时，判定为非本线路发生故障。

所述步骤3进一步包括：只有当保护本侧动作开放，且接收到对侧允许跳闸信号时，保护出口动作。

本发明具有如下有益效果：