[发明专利]基于电流导数相关性的高压直流输电线路纵联保护方法

说明书

本发明涉及一种基于电流导数相关性的高压直流输电线路纵联保护方法，步骤如下：采集测量点的直流线路电流和直流滤波器电流，计算直流线路电流导数和直流滤波器电流导数；当直流滤波器电流导数满足保护启动判据，即时启动保护；其中，i′_set为保护启动的门槛值，根据逆变侧区外故障时整流侧的直流滤波器电流导数进行整定；考虑一定的裕度，取i′_set＝‑1.6A/μs；利用整流侧Pearson相关系数r_Mk(i′_Mk,i′_mk)和逆变侧Pearson相关系数r_Nk(i′_Nk,i′_nk)实现区内、外故障识别；即当r_Mk(i′_Mk,i′_mk)＜0且r_Nk(i′_Nk,i′_nk)＜0时，则保护判定为区内故障；当r_Mk(i′_Mk,i′_mk)≥0或r_Nk(i′_Nk,i′_nk)≥0时，则保护判定为区外故障。

技术领域

本发明涉及电力系统超/特高压直流输电继电保护领域,尤其涉及一种基于电流导数相关性的高压直流输电线路纵联保护方法。

背景技术

随着高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电在长距离输电、非同步电网互联等方面的应用增多，直流输电线路保护对保证电力系统的安全性和可靠性日益显得尤其重要。高压直流输电线路常穿越复杂的地形、运行于极端的气候环境下，故障发生概率较高，严重威胁直流输电系统的安全可靠运行。因此，高压直流输电线路保护对于保证现代输电系统的可靠性和安全性至关重要。

目前，高压直流输电线路多以行波保护和微分欠压保护作为主保护，电流差动保护作为后备保护。但是，行波保护和微分欠压保护存在采样频率高、高过渡电阻故障时灵敏性低等问题。电流差动保护作为检测高阻故障的后备保护，为躲避电容电流的影响，动作延时达数百毫秒以上。在此延时阶段，若换流阀阀组保护先于电流差动保护动作，将导致该极停运。因此，电流差动保护有时无法起到后备保护的作用，且实际工程中出现过上述情况。

针对目前直流线路保护存在的问题，众多学者对于高压直流输电线路保护的研究以主保护为主。《Fault analysis and traveling-wave protection scheme for bipolarHVDC lines》提出了新的高速行波保护，但易受干扰和高阻影响。《利用滤波器支路电流的高压直流输电线路全线速动保护》通过判断特定频带下单端电流幅值是否超过设定门槛来判别区内、外故，但较长线路的远端故障时，保护的灵敏性可能无法满足要求。《高压直流输电线路电流差动保护新原理》基于贝瑞龙分布参数模型提出了差动保护方法，但需要两端数据严格同步。《A transient protection scheme for HVDC transmission line》和《Novel pilot protection principle for high-voltage direct currenttransmission lines based on fault component current characteristics》分别根据区内、外故障时整流侧、逆变侧两端暂态能量、故障电流差异，提出了新的纵联保护方法，能够实现区内、外故障的准确判别，但需要两端数据同步，且高过渡电阻故障时灵敏性和可靠性不足。因此，为保证直流输电线路的可靠性和安全性，研究性能优良的高压直流输电线路保护方法具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于电流导数相关性的高压直流输电线路纵联保护方法。本方法基于直流输电线路区内、外故障时线路电流导数与直流滤波器电流导数的相关性特征，构造高压直流输电线路纵联保护新判据以识别直流输电线路区内、外故障，不仅克服了传统高压直流输电线路保护的不足，并且不需要数据同步，采样频率较低。本发明的技术方案如下：