[发明专利]一种高压直流输电线路纵联保护方法及系统

权利要求书

1.一种高压直流输电线路纵联保护方法，其特征在于，包括：

S1、高压直流输电线路整流侧和逆变侧继电保护装置启动后，分别对p极线路整流侧、逆变侧，以及，n极线路整流侧、逆变侧的采样电压、电流进行低通滤波处理，并进行极模变换，得到整流侧1模电压、1模电流和逆变侧1模电压、1模电流；极模变换公式如下：

其中，u_Rp(i)、i_Rp(i)、u_Ip(i)、i_Ip(i)分别代表p极线路整流侧、逆变侧的电压、电流第i点瞬时值，u_Rn(i)、i_Rn(i)、u_In(i)、i_In(i)分别代表n极线路整流侧、逆变侧的电压、电流第i点瞬时值，u_R1(i)、i_R1(i)和u_I1(i)、i_I1(i)分别代表线路整流侧1模电压、1模电流和逆变侧1模电压、1模电流第i点瞬时值；

S2、将高压直流输电线路分段等值成两个π型线路，基于分段等值后的线路，分别利用整流侧1模电压、1模电流和逆变侧1模电压、1模电流，计算线路中点电流；具体包括：

其中，i_RL(i)代表利用直流线路整流侧1模电压、1模电流计算所得的直流线路中点电流第i点瞬时值，i_IL(i)代表利用直流线路逆变侧1模电压、1模电流计算所得的直流线路中点电流第i点瞬时值，l表示线路的总长度，R₁、L₁、C₁分别代表线路单位长度的电阻、电感、电容的1模分量；

S3、对线路中点电流的波形进行扫描匹配，计算匹配系数；

S4、通过匹配系数判别高压直流输电线路区内外故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述分别对采样电压、电流信息进行低通滤波处理，具体包括：

采用截止频率为f_c的低通滤波器对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电压、电流进行低通滤波处理，其中，低通滤波器截止频率f_c的选择方式如下：

定义低通滤波器截止频率为f时，将高压直流输电线路等值成两段π型线路的等值误差δ为：其中，l表示线路的总长度，s＝jω＝j2πf，R、L、G、C分别表示线路单位长度的电阻、电感、电导、电容，根据实际直流线路的长度l，求出δ＝5％时对应的频率f，并取这一频率为低通滤波的截止频率f_c。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述对线路中点电流的波形进行扫描匹配，计算匹配系数，具体包括：

其中，ip_RL,IL(i)代表对直流线路中点电流i_RL与i_IL扫描匹配所得的匹配系数的第i个瞬时值，N代表数据窗内的采样点数，代表i_RL(j_R)在j_R∈[i,i+N]内的平均值，代表i_IL(j_I)在j_I∈[i+k,i+N+k]内的平均值，N_P代表扫描数据窗左右平移的采样点数；通过平移扫描，即使存在数据同步误差，i_RL(t)与i_IL(t)之间也只有时延而无波形差异，从而不会影响匹配系数ip_RL,IL(i)的大小。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S4中通过匹配系数判别高压直流输电线路区内外故障，具体包括：

若匹配系数ip_RL,IL(i)ip_set，则判定为直流线路区内故障；

若匹配系数ip_RL,IL(i)≥ip_set，则判定为直流线路区外故障；

其中，ip_set为匹配系数的预设门槛值。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述的高压直流输电线路纵联保护方法的保护系统，其特征在于，包括：整流侧系统(1)、p极线路第一母线(2)、n极线路第一母线(3)、p极线路第一继电保护装置(4)、n极线路第一继电保护装置(5)、p极线路(6)、n极线路(7)、p极线路第二继电保护装置(8)，n极线路第二继电保护装置(9)、p极线路第二母线(10)、n极线路第二母线(11)以及逆变侧系统(12)；

其中，所述整流侧系统(1)与所述p极线路第一母线(2)以及所述n极线路第一母线(3)相连；所述p极线路第一母线(2)通过所述p极线路(6)与所述p极线路第二母线(10)相连；所述n极线路第一母线(3)通过所述n极线路(7)与所述n极线路第二母线(11)相连；所述p极线路第二母线(10)以及所述n极线路第二母线(11)与所述逆变侧系统(12)相连；所述p极线路第一继电保护装置(4)安装在所述p极线路第一母线(2)出口处，所述n极线路第一继电保护装置(5)安装在所述n极线路第一母线(3)出口处，所述p极线路第二继电保护装置(8)安装在所述p极线路第二母线(10)出口处，所述n极线路第二继电保护装置(9)安装在所述n极线路第二母线(11)出口处。