[发明专利]基于突变功率的MMC-HVDC输电线路故障检测方法

说明书

一种基于突变功率的MMC‑HVDC输电线路故障检测方法，通过在MMC‑HVDC输电系统的整流侧正负极、逆变侧正负极设置监测点；并计算各个监测点处的突变功率，根据直流侧故障判据进行故障判断，当为直流侧故障时对突变功率进行滑动平均滤波并建立整流侧故障选极判据和逆变侧故障选极判据进行故障诊断，本发明保护速动性好；单极接地故障时突变功率绝对值大且理论上不受过渡电阻影响，解决了目前MMC‑HVDC直流线路电流差动保护不能可靠反映单极接地故障的问题。

技术领域

本发明涉及的是一种电力输送领域的技术，具体是一种基于突变功率的MMC-HVDC输电线路故障检测方法。

背景技术

模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电系统具有输出电能质量高、换流器损耗低、易于扩展和系统可靠性高等优点，已成为柔性直流输电的主要实现形式。柔性直流输电线路横跨区域广，故障率高，且故障发生时常常伴随着过流或过压问题，对换流阀造成冲击并影响交流系统的安全稳定。与两电平和三电平电压源换流器相比，模块化多电平换流器(MMC)直流侧无并联大电容，导致基于MMC的柔性直流输电系统故障暂态特征明显不同，即可应用于保护的边界特性大大减少、直流侧单极接地故障时无明显故障电流等。

发明内容

本发明针对现有技术中电流差动保护因MMC-HVDC系统直流线路发生单极接地故障时无明显故障电流不能可靠动作等缺陷，提出一种基于突变功率的MMC-HVDC输电线路故障检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于突变功率的MMC-HVDC输电线路故障检测方法，包括以下步骤：

1)在MMC-HVDC输电系统的整流侧正负极、逆变侧正负极设置监测点；

2)计算各个监测点处的突变功率；

3)根据直流侧故障判据进行故障判断，当为直流侧故障时执行步骤4，否则回到步骤2；

4)对突变功率进行滑动平均滤波；

5)建立整流侧故障选极判据和逆变侧故障选极判据进行故障诊断。

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

2.1)计算整流侧正极突变功率其中：U_dc为系统正常运行时直流线路正、负极间电压，I_dc为系统正常运行时直流线路电流；

2.2)计算整流侧负极突变功率

2.3)计算逆变侧正极突变功率

2.4)计算逆变侧负极突变功率

所述的直流侧故障判据为其中：ΔP为监测点处的突变功率，k为最新采样时刻，T_s为采样周期，P_rset为门槛值。

所述的整流侧故障选极判据为其中：ΔP_Kpf和ΔP_Knf为滑动平均滤波后的突变功率。

所述的逆变侧故障选极判据为其中：ΔP_Mpf和ΔP_Mnf为滑动平均滤波后的突变功率。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用突变功率变化率检测直流侧故障，保护速动性好；单极接地故障时突变功率绝对值大且理论上不受过渡电阻影响，解决了目前MMC-HVDC直流线路电流差动保护不能可靠反映单极接地故障的问题。

附图说明

图1为MMC-HVDC系统结构示意图；

图2为本发明流程示意图；

图3为单极接地故障示意图；