[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

说明书

本发明涉及一种交直流系统的单相交流线路保护方法及系统，属于继电保护技术领域，解决了现有保护方法对于谐波和非周期分量丰富的交直流系统保护存在误动或拒动可能造成判断准确度较低的问题。包括：采集逆变侧交流母线的三相电压、三相电流及逆变器流向交流母线的三相电流；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；基于交流母线的三相电压、三相电流、逆变器流向交流母线的三相电流及电压电流方程，得到故障距离；判断故障类型并根据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，提高了适用性和准确性。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种交直流系统的单相交流线路保护方法及系统。

背景技术

当逆变侧交流线路发生故障时，逆变站极易受到影响并发生换相失败，加之直流系统的灵活快速控制作用，直流系统呈现强烈的非线性特性。此外，在发生换相失败时，相当于在交直流系统中叠加发生了故障，直流系统作为附加故障源对交流保护动作的可靠性带来巨大的挑战。

当交流线路故障引发逆变侧发生换相失败时，直流侧可等效为受控电流源，逆变器向交流系统注入大量高次谐波以及非周期分量，非周期分量呈指数衰减特性且时间常数较大。直流系统的故障特性将对交流保护产生影响，傅里叶算法虽然可以滤除一些高次谐波，但将受到非周期分量的影响，产生较大误差，影响保护动作的准确性。且由于直流系统控制反应非常快，发生故障后直流系统注入电流将呈非线性特性，难以用表达式量化表示注入系统电流。

传统的保护方法大多为工频量保护，随着交流线路在系统中占比日渐提高，传统的保护方法对于谐波和非周期分量丰富的交直流系统保护存在误动或拒动的可能，造成了判断准确度较低的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种交直流系统的单相交流线路保护方法及系统，用以解决现有保护方法对于谐波和非周期分量丰富的交直流系统保护存在误动或拒动可能以造成的判断准确度较低的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种交直流系统的单相交流线路保护方法，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；

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。

进一步，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，