[发明专利]一种基于SOD变换的MMC直流输电线路故障识别方法

说明书

本发明涉及一种基于SOD变换的MMC直流输电线路故障识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。首先读取由量测端的高速采集装置获取的故障电压和故障电流数据；其次对所获取的电压和电流数据分别进行交叉顺序差分SOD变换得到Su(n)和Si(n)；最后将Su(n)和Si(n)相乘得到Sp(n)，取Sp(n)的最小值Spmin进行故障判断；当Spmin＞‑20时，判断为区外故障；当‑450＜Spmin＜‑20时，判断为正极接地故障；当Spmin＜‑450时，判断为双极短路故障。本发明采用单端电压电流数据，然后对电压电流数据依次进行微分计算和SOD变换，进而识别单极接地故障，双极短路故障和区外故障，无需与对端信号通信，就能可靠、灵敏地识别故障。

技术领域

本发明涉及一种基于SOD变换的MMC直流输电线路故障识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

MMC-HVDC是一种新型的直流输电技术，国内外工程经验尚浅，对其研究的时间较短。国内外学者对MMC-HVDC系统拓扑结构及其运行原理进行相关研究，取得丰富成果，但相关研究主要集中于MMC-HVDC系统基本原理及控制策略方面，对MMC-HVDC系统故障特性分析，提出线路保护方法的研究不多。只有在少数的故障特性分析中，分析内容主要针对系统直流侧线路故障为主。

在高电压的运行环境下一旦发生故障，输电系统很可能受到过电压过电流输电冲击，破坏整个输电系统。MMC-HVDC作为重要的输电装置，要求它需要长期可靠的运行，在发生故障的时候，不仅要保证系统不受到损伤，还要迅速为故障的系统提供恢复故障的支持，所以针对MMC-HVDC系统的保护策略十分重要。

MMC-HVDC系统以其优越性在电力系统电力中得以应用，由于MMC换流器结构和运行方式与传统晶闸管换流器有所不同，MMC-HVDC系统在线路两端无直流滤波器，传统直流输电线路以直流滤波器为边界的保护与定位方法在该系统的适用性问题值得研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于SOD变换的MMC直流输电线路故障识别方法，在全线长范围内和交流侧遍历不同的故障，利用电压和电流变化趋势的交叉顺序差分变换来区分故障类型，用以解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于SOD变换的MMC直流输电线路故障识别方法，首先读取由量测端的高速采集装置获取的故障电压和故障电流数据；其次对所获取的电压和电流数据分别进行交叉顺序差分SOD变换得到Su(n)和Si(n)；最后将Su(n)和Si(n)相乘得到Sp(n)，取Sp(n)的最小值Spmin进行故障判断；当Spmin＞-20时，判断为区外故障；当-450＜Spmin＜-20时，判断为正极接地故障；当Spmin＜-450时，判断为双极短路故障。

具体步骤为：

Step1：当输电系统发生故障时，在测量点获取初始故障电压u_M和故障电流i_M；

Step2：截取2ms时窗内的故障电压和电流数据，对所获取的电压和电流数据分别进行4阶交叉顺序差分变换得到Su(n)和Si(n)；

Su(n)＝u_M(n)-4×u_M(n-1)+6×u_M(n-2)-4×u_M(n-3)+u_M(n-4) (1)

Si(n)＝i_M(n)-4×i_M(n-1)+6×i_M(n-2)-4×i_M(n-3)+i_M(n-4) (2)

式中，u_M表示测量端的电压，i_M表示测量端的电流，n表示的是采样点的个数；