[发明专利]一种交流输电线路故障方向判别方法

说明书

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种交流输电线路故障方向判别方法，包括：将交流输电线路保护安装处采集的三相电压和三相电流通过低通滤波器处理，低通滤波器的截止频率根据整定点距离选择；利用经过低通滤波的三相电压和三相电流，计算整定点电压以及整定点电压变化量和整定点电压微分变化量；利用经过低通滤波的保护安装处电压，计算保护安装处的电压变化量以及电压微分变化量；判断故障时刻保护安装处电压绝对值是否大于门槛值，若是则比较电压变化量和整定点电压变化量确定故障方向；若否则比较电压微分的变化量和整定点电压微分的变化量确定故障方向。本发明适用于不同的电力电子电源，算法简单，整定依据明确。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地，涉及一种交流输电线路故障方向判别方法。

背景技术

大力发展清洁能源发电是实现“碳达峰，碳中和”目标的重要途径，以风电和光伏为代表的新能源发电系统在电网中得到广泛应用。风电和光伏新能源发电系统通过电力电子变流器与电网相连，是典型的电力电子电源，其故障特性与传统交流同步机电源存在显著差异。

传统继电保护原理是基于交流同步机电源故障特性，在电力电子电源接入系统中应用时性能劣化，因此电力电子电源接入的交流线路故障方向判别存在较大困难，亟需开展适应电力电子电源接入的交流线路故障方向判别方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种交流输电线路故障方向判别方法，其目的在于解决现有技术中存在的电力电子电源接入系统交流线路故障方向判别困难的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种交流输电线路故障方向判别方法，包括：

S1、将交流输电线路保护安装处采集的三相电压和三相电流通过低通滤波器进行低通滤波处理，所述低通滤波器的截止频率根据整定点距离进行选择；

S2、基于交流输电线路模型，利用经过所述低通滤波的三相电压和三相电流，计算整定点电压以及整定点电压变化量和整定点电压微分的变化量；当故障类型为某一单相故障，则从经过所述低通滤波的三相电压中确定该相的单相电压，当故障类型为某一相间故障，则根据经过所述低通滤波的三相电压计算该相间的相间电压；利用所述单相电压或所述相间电压，计算所述保护安装处的电压变化量以及电压微分的变化量；

S3、判断故障时刻所述单相电压或所述相间电压的绝对值是否大于门槛值，若是，则比较所述保护安装处的电压变化量和所述整定点电压变化量确定故障方向；若否，则比较所述保护安装处电压微分的变化量和所述整定点电压微分的变化量确定故障方向。

进一步，所述S2中，所述整定点电压的计算方法为：

u_seti(t)＝g[u_i(t),i_i(t)]

其中，i＝a,b,c,ab,bc,ac，分别代表a相、b相、c相、ab相、bc相和ac相，t为当前时刻，u_seti(t)为整定点电压，u_i(t)和i_i(t)为所述保护安装处经所述低通滤波的电压和电流，g[u_i(t),i_i(t)]为u_i(t)和i_i(t)的函数，用于根据交流输电线路模型及其线路参数计算整定点电压。

进一步，所述S2中，所述保护安装处的电压变化量的计算方法为：

u_1i(t)＝u_i(t)-u_i(t₀)