[发明专利]基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法

说明书

本发明公开了一种基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法，包括：分别获取两端输电线路上的电压行波数据和电流行波数据，基于所述电压行波数据和所述电流行波数据，分别获取每端的1模电压行波数据和1模电流行波数据；对每端的1模电压行波数据和1模电流行波数据进行S变换，获得每端对应的S变换矩阵；根据每端的所述S变换矩阵获取每端对应的幅‑频行波矩阵，根据每端的所述幅‑频行波矩阵计算每端对应的幅‑频行波能量；根据每端的所述幅‑频行波能量识别出每端的故障方向；根据两端的故障方向识别故障类型；根据识别出的故障类型执行相应的保护。应用本发明，能提高混合直流输电线路行波保护的可靠性。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体地说，涉及电力系统的保护方法，更具体地说，是涉及一种基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法。

背景技术

基于线电流换相原理的高压直流输电系统LCC-HVDC(line commutatedconverter based HVDC)输电距离长、输电容量大、输电效率高。然而，LCC-HVDC逆变站易出现换相失败，进而导致输电可靠性问题。基于模块化多电平原理的柔性高压直流输电系统MMC-HVDC(modular multilevel converter based HVDC)没有换相失败风险，且可实现一定的潮流控制。但是，MMC-HVDC系统输电容量较小，建设成本较高。因此，整流侧采取LCC-HVDC原理、逆变侧采取MMC-HVDC原理的LCC-MMC-HVDC混合直流输电系统可同时具有传统高压直流输电系统和柔性直流输电系统的优点，因而得到了广泛应用。

目前，LCC-MMC-HVDC混合直流输电线路主保护仍采用传统基于电压变化量、电压变化率和电流变化率的行波保护方法。这种传统行波保护方法作为一种单端量保护方法，其不具备方向识别能力，无法区别区内故障和区外故障，故障识别可靠性差，容易产生保护误动作，尤其是在发生区外故障时有误动的风险。因此，有必要研究新型的行波方向保护方法。

发明内容

本发明为了解决现有技术中LCC-MMC-HVDC混合直流输电线路行波保护方法可靠性差、容易误动作的问题，提出了一种基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法，提高混合直流输电线路行波保护的可靠性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法，包括：

分别获取位于整流侧的LCC-HVDC端和位于逆变侧的MMC-HVDC端的输电线路上的电压行波数据和电流行波数据，基于所述电压行波数据和所述电流行波数据，分别获取LCC-HVDC端和MMC-HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据；

对所述LCC-HVDC端和所述MMC-HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据进行S变换，获得每端对应的S变换矩阵；

根据每端的所述S变换矩阵获取每端对应的幅-频行波矩阵，根据每端的所述幅-频行波矩阵计算每端对应的幅-频行波能量；

根据每端的所述幅-频行波能量和故障方向判据，分别识别出LCC-HVDC端的故障方向和MMC-HVDC端的故障方向；

根据LCC-HVDC端的故障方向和MMC-HVDC端的故障方向识别故障类型；

根据识别出的故障类型执行相应的保护。

如上所述的方法，根据每端的所述S变换矩阵获取每端对应的幅-频行波矩阵，根据每端的所述幅-频行波矩阵计算每端对应的幅-频行波能量，具体包括：

根据下述公式获取每端对应的幅-频行波矩阵P：

根据下述公式计算每端对应的幅-频行波能量E：