[发明专利]一种识别多端柔性直流电网区内、外故障的纵联保护方法

说明书

本发明公开了一种识别多端柔性直流电网区内、外故障的纵联保护方法，包括从本极直流输电线路中提取本极暂态电压电气量信号，启动门槛值时启动保护；获得电压故障分量；比较不同电压故障分量瞬时能量最大值与保护整定值大小进行故障判断；比较电压故障分量瞬时能量最大值与保护整定值大小进行区内、外故障判别；比较区内正、负极电压故障分量瞬时能量最大值与保护整定值大小实现故障极判别。本发明用于电力系统中直流输电线路的双端量全线速动保护，方法简单易于实现；具有动作速度快，选择性好，可靠性高，耐过渡电阻能力强的优点。适用于多端柔性直流电网。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体来说，是一种利用电压故障分量瞬时能量识别模块化多电平换流器(MMC)多端柔性直流电网的区内、外故障的全线速动保护方法。

背景技术

伴随着全球经济社会的发展，一次能源消费增加和生态环境显著恶化问题日益突出，促进可再生能源的高效开发利用，推动大范围的电力资源优化配置和变革，保障电力可靠供应和提高电网的经济性、灵活性，将成为我国电力事业当前和未来发展的重点。新一代的柔性直流输电技术发展日趋成熟，其独立功率调节和灵活运行能力，为间歇性的可再生能源的并网与消纳提供了安全高效的解决方案。其中，模块化多电平换流器(ModularMulti-level Converter，MMC)柔性直流输电技术更以开关损耗小、扩展性强等优点更是倍受青睐。

柔直电网一般作为大区域联网的联络线，它的安全性和可靠性不仅关系到本系统的稳定性，而且将直接影响与其连接的区域电网甚至整个电网的稳定运行。因为直流输电线路长，所处的环境又非常复杂和恶劣，发生故障的概率高，所以提高直流输电线路继电保护的运行水平对保证直流输电系统的安全性与可靠性具有重要意义。

目前，针对传统高压直流输电的保护方法已经较为成熟，比如以行波保护作为主保护，微分欠压保护和电流差动保护作为后备保护。由于行波对采样频率要求高，故会出现信号处理精度不高保护的速动性与灵敏度不能保证，而且不能够识别全线高阻故障。由于拓扑结构的不同，多端柔直电网的保护在传统高压直流输电的基础上提出了新的保护原理。

MMC-HVDC多端柔直电网是由模块化多电平换流器组成的新型多端直流输电系统，其拓扑结构与传统高压直流输电系统和柔性直流输电系统均有所不同。相对于其他直流输电系统，MMC-HVDC多端柔直电网在仿真建模和继电保护策略等方面更为复杂，许多关键问题尚未得到合理解决。直流系统发生故障时，由于MMC-HVDC多端柔直电网故障电压与电流发生骤变，是否能快速可靠地识别故障并使保护动作成为MMC-HVDC的多端柔直电网保护亟待解决的问题。因此，需要MMC-HVDC多端柔直电网发生故障时的故障特性及仿真验证，为将来多端柔直电网的安全稳定运行提供保障。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种具有快速响应、可靠动作、灵敏度高、选择性好的MMC-HVDC的多端柔直电网区内、外故障的纵联保护方法，从而为系统的可靠运行提供保障。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种识别多端柔性直流电网区内、外故障的纵联保护方法，包括以下步骤：

步骤一，在换流站的整流侧与逆变侧中，利用预设传感器从本极直流输电线路中提取本极暂态电压电气量信号；

步骤二，根据本极暂态电压电气量信号计算单位时间内的电压突变量绝对值，大于启动门槛值时，换流站的整流侧与逆变侧的保护装置启动；

步骤三，对本极暂态电压电气量信号进行故障分量提取，获得电压故障分量；

步骤四，对所提取的电压故障分量进行信号处理，提取各点正极与负极电压故障分量的瞬时能量最大值T_X；