[发明专利]一种基于行波波形相似性的高压直流输电线路保护方法

摘要

本发明公开一种基于行波波形相似性的高压直流输电线路保护方法，涉及高压直流输电线路故障检测领域。区外故障时直流输电线路整流侧线模前行波与逆变侧线模反行波波形之间的相似度高，区内故障时相似度低。分别采集整流侧与逆变侧电压和电流，计算得到整流侧线模前行波与逆变侧线模反行波；利用电压梯度检测保护启动；在保护启动后，在整流侧将线模前行波向逆变侧传送，在逆变侧将线模反行波向整流侧传送；分别在整流侧和逆变侧计算整流侧线模前行波与逆变侧线模反行波之间改进的DTW距离，建立直流输电线路故障判据。本方法能够准确识别直流输电线路的各种故障，具有较好的耐同步特性，抗过渡电阻能力强，具有一定的抗噪声和异常数据的能力。

主权项

1.一种基于行波波形相似性的高压直流输电线路保护方法，其步骤包括：步骤一、采集高压直流输电设备中线路保护装置整流侧的正极电压、负极电压、正极电流、负极电流，分别减去正常运行时的正极电压、负极电压、正极电流、负极电流，得到整流侧正极电压故障分量、负极电压故障分量、正极电流故障分量、负极电流故障分量；通过相模变换，得到整流侧线模电压故障分量ΔU_r1、线模电流故障分量ΔI_r1；将ΔU_r1、ΔI_r1通过式(1)，计算得到整流侧线模前行波ΔU_rf、整流侧线模反行波ΔU_rr；其中，Z_c是线路的线模波阻抗；采集高压直流输电设备中线路保护装置逆变侧的正极电压、负极电压、正极电流、负极电流，计算得到逆变侧线模前行波ΔU_if、逆变侧线模反行波ΔU_ir；步骤二、构造整流侧电压梯度检测整流侧线模前行波ΔU_rf的变化，如下式：其中，ΔU_rf(k)为k采样时刻整流侧线模前行波ΔU_rf的采样值；对于整流侧电压梯度，建立整流侧保护启动判据：其中，ΔU_set为保护启动阈值，取电压等级的0.1倍；当整流侧电压梯度满足式(3)时，则整流侧保护启动；构造逆变侧电压梯度检测逆变侧线模反行波ΔU_ir的变化；当逆变侧电压梯度满足逆变侧启动判据时，则逆变侧保护启动；步骤三、整流侧保护启动后，获得一个采样时间窗中的整流侧线模前行波的数据序列A，将它向逆变侧传送；逆变侧保护启动后，获得一个采样时间窗中的逆变侧线模反行波的数据序列B，将它向整流侧传送；步骤四、对所述的数据序列A和数据序列B之间的DTW距离进行改进，构造改进的DTW距离G_DTW；在整流侧，计算整流侧线模前行波序列和逆变侧线模反行波序列之间改进的DTW距离G_DTWr，作为整流侧保护动作量D_r；在逆变侧，计算整流侧线模前行波序列和逆变侧线模反行波序列之间改进的DTW距离G_DTWi，作为逆变侧保护动作量D_i；步骤五、构造高压直流输电线路的保护判据：D_p＞D_set   (4)其中，D_p为整流侧或逆变侧的保护动作量，p＝r或i；D_set为保护阈值，这里根据两侧区外故障时可能出现的保护动作量最大值P_{max_wai}进行整定，D_set＝r*P_{max_wai}，r为可靠系数，范围为2～3；当整流侧保护动作量D_r或逆变侧保护动作量D_i满足式(4)时，则检测该直流输电线路故障，保护动作。