[发明专利]基于预估电流行波到达时间的新能源线路保护方法

说明书

本发明提供了一种基于预估电流行波到达时间的新能源线路保护方法及其应用，该方法通过分析不同位置发生故障时电流行波的折反射过程，推导出了行波的到达时间与传输路径之间的关系。由于不同位置发生故障时，各个行波按照一定的顺序到达保护安装处，因此通过前两个波头的到达时间来预估第三个波头的到达时间。采用小波变换模极大值来标定行波的到达时刻，若第三个波头到达时间的预估值与实测值相等则可以判别为区内故障，若预估值与实测值不等则可以判别为区外故障。该方法为单端量保护，具有无需通信、动作速度快等优点，同时无需引入电压量，排除了电容式电压互感器传变特性的影响，能有效识别故障。

技术领域

本发明涉及交流线路故障识别领域，特别是涉及一种基于预估电流行波到达时间的新能源线路保护方法及其应用。

背景技术

为解决日益严峻的化石能源危机和环境问题，风电、光伏等新能源发电技术迅速发展，其中大部分通过场站汇集后经高压送出线路并网，由于风能、太阳能丰富的地区通常远离负荷中心，因此交流送出线路保护的正确动作是新能源能够高效利用的前提。然而新能源系统包含大量的电力电子装置，输电线路发生故障时其故障特性受控制策略影响，与传统同步电源的故障特性有着明显区别，主要表现为序阻抗不稳定、相角受控、频率偏移、高次谐波等特性，导致基于工频量的传统保护方法无法适用，行波保护能够不计及控制策略的影响，动作速度快，是解决新型电力系统保护问题的有效途径之一。

目前已经有相关的行波保护的方法，但是较多的为双端量的保护方案。其中申请号为201510811828.X名称为《基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法》提出根据行波的高频特性，截取适当的行波特征时间窗，利用频谱分析方法来分析故障暂态行波，并通过相似频谱的优选方法来识别故障暂态行波，但是该方案的阈值难以确定，主要依赖仿真，存在近端故障难以准确识别的问题，同时该算法复杂，计算量较大。申请号为201410409106.7名称为《基于双对称检测点的故障测距方法》提出根据比较检测点处的行波时间差跟电流行波首波的能量大小来判别区内故障，但是该方案为双端量保护，需要严格的同步对时及通信，同时速动性能差。申请号为201510146674.7名称为《一种配电网单相接地故障定位装置及方法》采用两端行波到达时间并借助GPS进行双端定位。但是该方案需要能够准确提取故障行波的到达时间，两端信息交换对同步对时要求较高，现有的保护装置难以实现。申请号201510624109.7发明名称《一种阻抗法和行波法相结合的行波综合测距方法》提出采用行波法以阻抗法提供的故障线路和故障时刻为参考对高频电流录波数据进行行波法测距得到行波测距长度，但是此类方案需要双端同步，对装置的同步及对时要求高。申请202011213166.3，名称为《一种基于小波变换的线路故障定位方法》和申请号为201810027051.1名称为《基于故障波形起始点到达时差的双端行波测距方法》和申请号201911165839.X《一种直流配电线路多端行波故障定位方法及定位装置》都属于双端量保护，因此目前双端量的保护方案较多，但是此类方法对通信及同步对时要求较高，速动性下降。