[发明专利]一种输电线路保护特性识别及电压暂降持续时间估计方法

权利要求书

1.一种输电线路保护特性识别及电压暂降持续时间估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：识别线路保护类型

根据历史监测数据计算各次故障事件下的故障电气量和保护动作时间t_oc，然后根据零序电流识别故障类型，并计算FEQ-t_oc区间均值标准差以识别保护类型；

步骤2：计算保护动作时间特性

基于优化的基于密度的噪声空间聚类算法对某保护类型对应的t_oc-FEQ样本进行聚类，然后根据聚类结果，计算保护动作时间特性方程；

步骤3：评估电压暂降持续时间

遍历全网线路所有故障点，根据故障类型、故障位置确定所需计算的故障电气量，计算故障电气量后，将其代入相应保护类型的保护动作时间特性方程，计算出线路首端和末端的保护动作时间，最后根据线路首端和末端的保护动作时间评估出电压暂降持续时间；步骤3具体过程如下：

步骤3.1：根据故障类型、故障位置确定所需计算的FEQ

每个故障点有四种故障类型，分别是单相接地、两相短路、两相接地和三相短路；结合故障点所处线路的保护类型识别结果，确定所需要计算的FEQ，具体为：

识别结果为相间距离保护时，若发生两相短路或三相短路故障，需要计算的FEQ为相间测量阻抗Z_P；

识别结果为接地距离保护时，若发生单相接地或两相接地故障，需要计算的FEQ为接地测量阻抗Z_G；

识别结果为相间电流保护时，若发生两相短路或三相短路故障，需要计算的FEQ为故障电流I_f；

识别结果为零序电流保护时，若发生单相接地或两相接地故障，需要计算的FEQ为零序电流I₀；

步骤3.2：计算FEQ得到保护动作时间t_oc

根据确定好需要计算的FEQ后，计算线路两端保护安装处的FEQ，并代入相应保护的动作时间特性方程t_oc(Z_P)，t_oc(Z_G)，t_oc(I_f)和t_oc(I₀)，计算线路首端i和末端j的保护动作时间t_{oc_i}和t_{oc_j}；具体为：

当线路i-j上发生三相短路f时，设f点距离线路首端i的距离标幺值为l，则f点距线路末端j的距离为(1-l)，Z_f为故障过渡阻抗，则保护安装处节点m＝i,j的三相电流值和电压值公式由下式表示：

式中，和分别表示节点m和故障点f的故障前电压；Z_mf表示节点m点与故障点f之间的互阻抗，Z_ff表示故障点的自阻抗，分别由以下公式计算：

其中，Z_ii、Z_jj和Z_ij分别为节点i、j的自阻抗和互阻抗，z_ij为线路ij的单位长度阻抗；

当故障f为不对称短路时，根据对称分量法进行计算；当f点发生单相故障时，以a相为参考相，则保护安装处节点m＝i,j的三相电流值和电压值公式由下式表示：

其中，α＝e^j120°为旋转因子，上标(0),(1),(2)表示零序、正序和负序，和分别为节点m和故障点f的故障前电压；

当f点发生两相相间故障时，有：

当f点发生两相接地故障时，有：

式中，Z_Δ、Z_∑、Z_П0、Z_П1和Z_Π2为组合阻抗变量，计算公式如下：

步骤3.3：估计电压暂降持续时间

当线路首端i和末端j的保护动作时间t_{oc_i}和t_{oc_j}一致时，电压暂降持续时间估计如下：

d_sag＝t_{oc_i}＝t_{oc_j}

当线路首端i和末端j的保护动作时间t_{oc_i}和t_{oc_j}不一致时，该次电压暂降为多级暂降，利用电压损失量法计算等效电压暂降持续时间，如下式所示：

式中，U_sag1为该多级电压暂降事件中低于预设值的电压幅值，U_sag2为该多级电压暂降事件中高于预设值的电压幅值，t_oc1＝min(t_{oc_i}，t_{oc_j})为其中较小的一项，t_oc2＝max(t_{oc_i}，t_{oc_j})。