[发明专利]一种高压直流输电线路纵联保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种高压直流输电线路纵联保护方法及系统，包括：在正、负极直流输电线路两侧继电保护装置启动后，对线路两侧保护安装处测量的电压、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；将直流线路分段等值成两个π型线路，基于分段等值后的线路，计算直流线路中点电流；对中点电流的波形进行扫描匹配，判别故障位置。本发明可以快速、准确地判别直流线路区内外故障，且保护性能不受故障暂态、过渡电阻以及采样频率、数据同步误差、噪声干扰、线路参数误差和测量装置误差的影响，具有很好的工程实用性。

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电线路纵联保护方法及系统，属于电力系 统继电保护技术领域。

背景技术

直流输电线路通常采用纵联电流差动保护作为后备保护。传统直流差 动保护易受分布电容电流和数据同步误差的影响，尤其是直流线路通常较 长，产生的分布电容电流更是不可忽视，且故障暂态期间，电流波动幅度 较大，两侧数据略微的不同步，便会产生较大的差流，引起差动保护误动， 因此直流差动保护通常需要设置长达1.1s的延时来躲过故障暂态，在此期 间，位于整流侧极控中的低电压保护或最大触发角保护已将故障极直接闭锁，电流差动保护难以实现后备保护的功能。为了解决传统直流差动保护 存在的上述问题，亟需提出一种不受故障暂态过程和数据同步误差影响的 直流线路纵联保护方法，在暂态期间实现对直流线路故障的快速、准确识 别，提升电网的故障防御能力，保障电网安全运行。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高压直流输电线路纵 联保护方法及系统，旨在解决传统直流差动保护易受故障暂态过程影响且 高度依赖数据同步技术等问题。

为解决上述技术问题，按照本发明的一个方面，提供了一种直流输电 线路纵联保护方法，包括以下步骤：

S1、高压直流输电线路整流侧和逆变侧继电保护装置启动元件启动后， 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；

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；

S3、利用改进型皮尔逊系数(IPCC)对整流侧和逆变侧计算得到的线 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。

优选地，在步骤S1中，所述分别对采样电压、电流信息进行低通滤波 处理，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，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的选择方法如下：

定义低通滤波器截止频率为f时，将高压直流输电线路简化等值成两段 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。考虑等值精度的要求， 规定线路的简化等值误差δ应低于5％。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。

极模变换公式如下：