[发明专利]一种多端柔性直流配电线路暂态保护方法及装置

说明书

本发明涉及一种多端柔性直流配电线路暂态保护方法及装置，所述方法包括：当故障后短时窗内的正负极电压标准差系数的比值满足第二判据，且故障距离满足第三判据时，经过延时时段后判断保护安装处故障电流是否满足所述第一判据；若是，则控制继电保护装置启动保护动作；其中，所述第一判据根据故障电流获取，所述第二判据根据故障后的短时窗内的正负极电压标准差系数的比值获取，所述第三判据根据故障距离获取，本发明提供的技术方案，基于暂态电气量，保护方案无需边界，动作速度快，不需要通信，在多种过渡电阻及噪声干扰条件下，该保护方案仍能可靠动作，能够耐受较强的过渡电阻和噪声干扰。

技术领域

本发明属于直流配电故障保护技术领域，特别是涉及一种多端柔性直流配电线路暂态保护方法及装置。

背景技术

分布式能源的大规模发展，使得可再生能源广泛接入、就地消纳成为了配电网未来发展的主要方向。相比于传统交流能量传输网络，直流系统在降低线路损耗、减少分布式电源接入过程的变流能耗等方面均具备明显的优势。近年来随着电压源换流器(voltagesourcedconverter，VSC)技术的飞跃式发展，直流区域闭环组网运行已经成为现实。进一步推动了直流配电网络的技术革新。越来越多的国家把直流配电系统作为未来智能电网的重要组成部分。

现投运的直流保护工程中，多以行波保护作为主保护，其动作速度快，但其可靠性和灵敏性容易受干扰的影响。作为后备保护的电流差动保护，由于要躲过故障暂态过程的影响，保护的速动性较差，只能检测故障的发生，不能识别具体的故障线路，并且受雷电干扰、故障距离、过渡电阻等多种因素的影响，其保护判据难以整定。

针对上述问题，国内外的学者对直流保护进行了研究，提出了一些方法。1)通过识别线路两侧的电容值来区分区内、外故障，该方法不受过渡电阻等影响，计算简单，易于实现。但在多端柔性直流配电系统中，各端换流站电容的存在使得区内故障时也无法准确识别电容参数，该方法无法再适用；2)利用线路两端的边界元件，通过小波变换提取区内、外故障的高频暂态能量差异识别线路故障。该方法动作速度快，无需通信。但对于多端柔性直流配电网，需要在原有系统的直流线路两端安装直流电抗器，增加了系统成本，并且电抗器的选择与配置直接影响换流装置的稳定控制；3)利用R-L模型新型变量获取方法以及提高算法数值稳定性的测距式方法实现保护。该保护采用新的变量获取方法，具有良好的精度，耐噪声能力强。所提方法没有考虑单极短路故障时不同过渡电阻对测距误差的影响，保护动作时间较长，在某些系统中不能满足保护速动性的要求。

另一方面，目前国内外关于直流配电保护技术方面的研究主要集中在地铁、舰船等少数领域，但由于柔性直流配电系统结构及工作模式的改变，仅利用以上电流、电压的保护只能检测故障的发生，不能识别具体的故障线路，并且受雷电干扰、故障距离、过渡电阻等多种因素的影响，保护可靠性低，动作判据难以整定。因此，有必要研究快速、可靠的柔性直流配电线路保护。

发明内容

本发明提供一种多端柔性直流配电线路暂态保护方法及装置，其目的是利用检测直流线路过电流实现保护启动，并计算线路一侧正、负极暂态电压的标准差系数识别故障极，利用区内故障时各电气量的时域解析关系计算故障距离实现区内、外的故障识别，无需构造保护边界，仅利用单端电流电压量即可实现保护。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种多端柔性直流配电线路暂态保护方法，其改进之处在于，所述方法包括：

当故障后短时窗内的正负极电压标准差系数的比值满足第二判据，且故障距离满足第三判据时，经过延时时段后判断保护安装处故障电流是否满足所述第一判据；

若是，则控制继电保护装置启动保护动作；

其中，所述第一判据根据故障电流获取，所述第二判据根据故障后的短时窗内的正负极电压标准差系数的比值获取，所述第三判据根据故障距离获取。

优选的，所述延时时段为2ms。