[发明专利]一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法

摘要

本发明公开了一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法，该方法分析了直流线路故障时故障线路与非故障线路在线路边界处的电压响应特性，利用小波变换工具提取暂态电压极波特征量，构造了基于电压极波幅值特征的区内外故障识别判据；针对雷击干扰，建立了电压极波高低频能量比值的雷击识别判据；根据两极线路上的电压极波幅值关系，构造了故障极识别判据。与其他保护原理相比，该方法动作速度较快，避免了雷击扰动的影响，且抗过渡电阻能力较强，灵敏度高。

主权项

1.一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实时采集直流线路保护元件处的电压、电流数据；(2)根据采集到的电压、电流数据进行电压极波计算；监控电压极波突变时刻；根据相邻两个采样点的极波差值判断是否满足线路保护启动条件；如果是，启动线路保护，进入下一步；否则，返回步骤(1)；线路保护启动的条件为：相邻两个采样点的电压极波差值的绝对值大于设定的整定值；如果连续三个采样点间的电压极波差值均满足线路保护启动的条件，则启动线路保护；(3)根据步骤(2)线路保护启动时刻，提取线路保护启动后设定时间内的电压极波突变量数据，对其进行小波变换，得到电压极波的多尺度高低频分量；(4)进行基于电压极波高频分量幅值的区内外故障识别：若识别为区内故障，转入步骤(5)；否则，返回步骤(1)；判定发生区内故障的判据为：D_j>D_set；式中，D_set是固定门槛，按照躲过区外故障时保护可能检测到的最大暂态电压极波幅值整定；D_j是暂态电压极波p(k)的第j层细节系数d_j(k)的最大幅值，由下式定义：D_j＝|d_j(k)|_max,k∈(1,n)；(5)进行基于电压极波高低频能量比值的雷击干扰识别：若识别结果不为雷击干扰，比较正、负极线路电压极波幅值，进行故障极判别；否则，返回步骤(1)；进行基于电压极波高低频能量比值的雷击干扰识别，具体为：其中，k_Th为固定门槛，E_H为暂态电压极波对应于第二到第五尺度的高频能量之和，E_L为暂态电压极波对应于第六尺度的低频能量；进行故障极判别具体为：定义直流线路同侧保护元件安装处正极和负极线路上D_j的比值为：式中，D_jp为正极线路上检测到的D_j值，D_jn为负极线路上检测到的D_j值；故障极识别判据如下：式中，η₁和η₂均为设定的门槛值；(6)判断出故障极后，保护对故障极线路断路器发出跳闸指令。