[发明专利]适用于MMC-HVDC输电线路的行波方向纵联保护方法

说明书

本发明公开了一种适用于MMC‑HVDC输电线路的行波方向纵联保护方法，包括：整流侧保护单元和逆变侧保护单元分别获取所在端的输电线路上的正、负极电压行波信号和正、负极电流行波信号，根据电压行波信号和电流行波信号确定正、负极瞬时行波功率；根据所在端的正极瞬时行波功率、负极瞬时行波功率及已知的故障极识别判据识别出整流侧故障极和逆变侧故障极；识别出整流侧的故障极所对应的故障方向及逆变侧的故障极所对应的故障方向；若两侧的故障方向均为正向，确定故障类型为区内故障；否则，确定故障类型为区外故障；根据确定的故障类型执行相应的保护。应用本发明，可以解决现有技术存在的故障识别可靠性差、保护容易误动的技术问题。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体地说，涉及电力系统的保护方法，更具体地说，是涉及一种适用于MMC-HVDC输电线路的行波方向纵联保护方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converterbased high voltage direct current，MMC-HVDC)技术具有很多优势：与传统交流输电系统相比，其可实现灵活的潮流控制，同时可给弱交流系统甚至无源系统供电；与传统高压直流输电系统相比，其逆变站不会出现换相失败问题。因此，在电力系统建设中，MMC-HVDC输电系统得到了广泛应用。

目前，MMC-HVDC输电线路主保护仍采用传统基于电压变化量、电压变化率和电流变化率的行波保护方法。本质上，其利用的是电压暂态量和电流暂态量，并不是严格意义上的行波保护方法。同时，现有保护方法仅应用了单端量信息构造保护判据，也不具备方向识别能力，故障识别可靠性差，容易产生保护误动，这种现象在发生区外故障时尤为明显。而且，现有保护判据中判据门槛值的选取复杂，若选取的不合适，对保护的可靠性和灵敏性影响较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于MMC-HVDC输电线路的行波方向纵联保护方法，解决现有技术存在的故障识别可靠性差、保护容易误动等的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种适用于MMC-HVDC输电线路的行波方向纵联保护方法，所述方法包括：

整流侧保护单元和逆变侧保护单元分别获取所在端的输电线路上的正、负极电压行波信号和正、负极电流行波信号，基于数据窗内的电压行波信号和电流行波信号，分别计算整流侧的正、负极瞬时行波功率和逆变侧的正、负极瞬时行波功率，计算公式为：P(n)＝u(n)×i(n)；n为采样点序号，u(n)和i(n)分别为数据窗内电压行波在第n采样点处的采样值和电流行波在第n采样点处的采样值，P(n)为第n采样点处的瞬时行波功率；

故障极识别：所述整流侧保护单元和所述逆变侧保护单元分别根据所在端的正极瞬时行波功率、负极瞬时行波功率及已知的故障极识别判据识别出整流侧故障极和逆变侧故障极；

故障方向识别：所述整流侧保护单元根据识别出的所述整流侧故障极所对应的瞬时行波功率确定整流侧瞬时行波能量，根据所述整流侧瞬时行波能量以及已知的故障方向判据，识别出整流侧的故障极所对应的故障方向；所述逆变侧保护单元根据识别出的所述逆变侧故障极所对应的瞬时行波功率确定逆变侧瞬时行波能量，根据所述逆变侧瞬时行波能量以及已知的故障方向判据，识别出逆变侧的故障极所对应的故障方向；

故障类型识别：若整流侧的故障方向和逆变侧的故障方向均为正向，确定故障类型为区内故障；否则，确定故障类型为区外故障；

根据确定的故障类型执行相应的保护。

如上所述的方法，所述根据所在端的正极瞬时行波功率、负极瞬时行波功率及已知的故障极识别判据识别出故障极，具体包括：

计算故障极识别参数F：P_+，max和P_-，max分别为正极瞬时行波功率的极大值和负极瞬时行波功率的极大值；