[发明专利]一种交直流系统的单相交流线路保护方法及系统

权利要求书

1.一种交直流系统的单相交流线路保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集逆变侧交流母线的三相电压u_ma,u_mb,u_mc、三相电流i_ma,i_mb,i_mc及逆变器流向交流母线的三相电流i_dca,i_dcb,i_dcc；

基于交直流互联电网零模等效电路，采用KCL定理及KVL定理得到逆变侧某故障相关于交流母线的电压电流方程；所述逆变侧某故障相关于交流母线的电压电流方程为：

其中，

式中，z相表示a,b,c三相中的任一故障相，u_mz为逆变侧交流母线的z相电压，i_mz为逆变侧交流母线的z相电流，x_j为电压电流方程的系数，j＝1,2,...,7，R₁、L₁分别为逆变侧交流线路的1模电阻及电感，k_R为电阻的零模补偿系数，k_R＝(R₀-R₁)/3R₁，R₀为逆变侧交流线路的零模电阻，k_L为电感的零模补偿系数，k_L＝(L₀-L₁)/3L₁，L₀为逆变侧交流线路的零模电感，i_m0为逆变侧交流母线保护装置处的零模电流，i_dc0为逆变侧的零模电流分量；所述交直流互联电网零模等效电路是根据交直流互联系统拓扑结构特征得到的；

基于所述交流母线的三相电压u_ma,u_mb,u_mc、交流母线的三相电流i_ma,i_mb,i_mc、逆变器流向交流母线的三相电流i_dca,i_dcb,i_dcc及电压电流方程，得到故障距离；

基于所述故障距离，判断故障类型；

根据所述故障类型产生断路器控制信号，控制逆变侧断路器执行相应动作，实现对单相交流线路的保护；包括：

若所述故障距离小于单相交流线路的全长，则为区内故障，保护装置向逆变侧断路器发送跳闸信号，断路器跳闸；

若所述故障距离大于单相交流线路的全长，则为区外故障，保护装置向逆变侧断路器发送闭锁信号，实现对单相故障线路的闭锁。

2.根据权利要求1所述的单相交流线路保护方法，其特征在于，基于所述交流母线的三相电压u_ma,u_mb,u_mc、交流母线的三相电流i_ma,i_mb,i_mc、逆变器流向交流母线的三相电流i_dca,i_dcb,i_dcc及电压电流方程，得到故障距离，包括：

将一段时间窗口内采集的逆变侧交流母线的三相电压u_ma,u_mb,u_mc、交流母线的三相电流i_ma,i_mb,i_mc及逆变器流向交流母线的三相电流i_dca,i_dcb,i_dcc输入所述电压电流方程得到超定方程；

基于Matlab的最小二乘优化函数得到所述超定方程的系数，其中，所述超定方程的系数与电压电流方程的系数相同；

根据所述超定方程的系数得到故障距离。

3.根据权利要求2所述的单相交流线路保护方法，其特征在于，根据所述超定方程的系数得到故障距离的计算公式为：

ρ＝x₁

式中，ρ为故障距离。