[发明专利]一种基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法

说明书

本发明公开了一种基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法，所述保护方法包括以下步骤：步骤一：在被保护直流线路两端的断路器处各装设一个电流传感器；步骤二：通过电流传感器分别测量被保护直流线路两端电流的瞬时值，并分别利用全电流量判别电流的方向；步骤三：分别在两个电流传感器处设置保护装置，保护装置之间通过光纤通信，保护装置向对端传递电流方向判别结果，同时接收对端的电流方向判别结果；步骤四：当被保护直流线路两端的电流方向同时为正时，判定为区内故障，经过保护出口的延时，保护出口跳闸；步骤五：根据区内故障判据公式，判定是否为本线路区内故障，当判据本线路区内故障满足时，保护出口跳闸。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法。

背景技术

随着电压源换流器(voltage sourced converter，VSC)的发展以及电源和负荷中电流变换中直流环节的增加，柔性直流系统由于其具有控制灵活、便于接纳分布式电源与直流负荷、供电容量大、电能质量好等优点已引起国内外广泛关注。然而缺乏成熟的直流线路保护技术是柔性直流系统面临的主要挑战之一。柔性直流系统线路保护的难点在于既要在短时间内快速识别直流故障以防止设备损坏，又要准确选择故障线路以减少停电范围。

目前柔性直流线路电流差动保护方法包括：

1.单端量保护难以实现清晰的保护边界，不能较好的满足柔性直流线路保护快速性与选择性需求。

2.电流差动保护易受线路分布电容、互感器饱和以及测量误差等因素的影响。

3.方向纵联保护具有通信量小、无需通信同步等优点，但当前关于直流线路方向纵联保护的研究主要基于电流突变量，而柔性直流系统的控制响应速度极快，故障后VSC可在1ms内快速闭锁，系统拓扑发生根本变化，叠加原理将不再适用，由此可以看出基于电流突变量的方向纵联保护从原理上是不适用于柔性直流系统的。

因此希望有一种基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法可以克服或至少减轻现有技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法对整个柔性直流线路的故障过程起保护作用，不受线路分布电容的影响，无需通信同步。

本发明提供一种基于全电流量的柔性直流线路方向纵联保护方法，包括以下步骤：

步骤一：在被保护柔性直流线路两端的断路器处各装设一个电流传感器；

步骤二：通过电流传感器分别测量被保护柔性直流线路两端电流的瞬时值，并分别利用全电流量判别电流的方向，其判据为：

式中i_p和i_n分别是正极电流和负极电流的瞬时值；I_set为预设的门槛，是一个正数，如果判据满足，则认为电流的方向为正；

步骤三：分别在两个电流传感器处设置保护装置，保护装置之间通过光纤通信，保护装置向对端传递电流方向判别结果，同时接收对端的电流方向判别结果；

步骤四：当被保护柔性直流线路两端的电流方向同时为正时，判定为区内故障，经过保护出口的延时，保护出口跳闸。

优选地，所述步骤一中的电流传感器实现宽频域线性传变，安装极性为电流从母线指向所述被保护柔性直流线路为正。

优选地，所述步骤三中的保护装置为继电保护器。

优选地，在双极短路情况下，故障电流的全电流量存在方向特征：正极电流从换流器流向故障点，负极电流从故障点流向换流器，所述步骤四利用全电流量的方向特征，判定区内故障。

优选地，所述保护出口延时大于所述保护装置的最大通信延时。