[发明专利]一种基于Kendall Tau系数的输电线路纵联保护方法

权利要求书

1.一种基于Kendall Tau系数的输电线路纵联保护方法，包括以下步骤：

步骤一、采集输电线路的正序电压U₁、负序电压U₂、零序电压U₀，以U₁≤K₁U或U₂≥K₂U或U₀≥K₀U作为纵联保护方法的启动判据，启动保护；其中，U₁、U₂、U₀分别是正序、负序、零序电压；U为线路的额定电压；K₁、K₂、K₀分别表示正序、负序、零序电压的启动系数，取正序电压的启动系数为0.5、取负序电压的启动系数为0.05、取零序电压的启动系数为0.03；

步骤二、当保护启动后，以一个周波作为固定时间窗长，提取输电线路MN两侧k采样时刻之前一个周波的三相电流信号，输电线路MN两侧的A相电流信号分别以i_MA、i_NA表示、输电线路MN两侧的B相电流信号分别以i_MB、i_NB表示、输电线路MN两侧的C相电流信号分别以i_MC、i_NC表示，其中，下标M、N表示线路两侧编号，下标A、B、C分别表示线路的A相、B相、C相，构建该输电线路的六个特征序列，A相的两个特征序列分别表示为i_SA、i_RA，B相的两个特征序列分别表示为i_SB、i_RB，C相的两个特征序列分别表示为i_SC、i_RC，其中，下标S、R表示区分同相的两个特征序列的标记符号；当发生区内故障或者区外故障时，输电线路MN两侧电流具有不同的特点；区内故障时，故障线路两侧电流方向相同且波形变化趋势相同，但电流波形的幅值差异大，两侧电流波形有一定的相似度，呈现为一定的正相关；区外故障时，输电线路MN两侧电流方向相反且电流波形变化趋势相反，电流波形的幅值近似相等，两侧电流波形之间呈现为负相关；为此，根据故障电流波形的特征，采用输电线路MN两侧电流的瞬时采样值i_MA、i_NA、i_MB、i_NB、i_MC、i_NC，构造输电线路的六个特征序列i_SA、i_RA、i_SB、i_RB、i_SC、i_RC：

其中，m表示采样点在时间窗中的位置，取值为m＝1，2，…，k；其中，k为时间窗中采样点的个数；i_MA(m)、i_NA(m)、i_MB(m)、i_NB(m)、i_MC(m)、i_NC(m)分别表示线路M侧和N侧的第m个采样点的A相、B相、C相的电流瞬时值；i_SA(m)、i_RA(m)、i_SB(m)、i_RB(m)、i_SC(m)、i_RC(m)分别表示第m个采样点对应的特征序列i_SA、i_RA、i_SB、i_RB、i_SC、i_RC的数据；

从式(1)可得到，特征序列i_SA与i_RA、i_SB与i_RB、i_SC与i_RC中的各对元素的绝对值相等，即|i_SA(m)|＝|i_RA(m)|、|i_SB(m)|＝|i_RB(m)|、|i_SC(m)|＝|i_RC(m)|，故各相特征序列不会受两侧电流波形幅值大小的影响；区内故障时，故障相特征序列大小相等、变化趋势相同，呈现为正相关，非故障相特征序列大小相等、变化趋势相反，呈现为负相关；区外故障时，各相特征序列大小相等、变化趋势相反，均呈现为负相关；因此，相比于原始各相电流波形，利用输电线路各相特征序列波形之间的相似度可识别故障线路，不会受两侧电流波形幅值大小不等的影响；

步骤三、利用Kendall Tau系数，分别计算输电线路的A相特征序列i_SA与i_RA之间的Kendall Tau系数τ_A、B相特征序列i_SB与i_RB之间的Kendall Tau系数τ_B、C相特征序列i_SC与i_RC之间的Kendall Tau系数τ_C；

步骤四、依次将得到的Kendall Tau系数τ_A、τ_B、τ_C与阈值τ_set进行比较，判断它们是否大于阈值τ_set，其中，阈值τ_set设为0.5，如果各相Kendall Tau系数中任意一个大于阈值τ_set，则判断该线路的Kendall Tau系数超过阈值，并记录1次；

步骤五、将时间窗向前移动一个采样点，再计算该输电线路在当前时间窗中各相Kendall Tau系数τ_A、τ_B、τ_C；当该输电线路的Kendall Tau系数连续3次超过阈值，则判断该输电线路故障，保护出口动作。