[发明专利]一种混合直流输电系统直流线路区内外故障判别方法

权利要求书

1.一种混合直流输电系统直流线路区内外故障判别方法，针对整流侧采用电流源型换流器LCC、逆变侧采用电压源型换流器VSC的混合直流输电系统直流输电线路，应用于整流侧，其特征在于，步骤包括：

步骤1，当保护启动元件启动后，取时间数据窗Δt内，计算Δt内的正极电压故障分量Δu_p(t)，负极电压故障分量Δu_n(t)，正极电流故障分量Δi_p(t)，负极电流故障分量Δi_n(t)，从而进一步计算数据窗Δt内的线模电压故障分量Δu(t)、线模电流故障分量Δi(t)，根据线模电压故障分量Δu(t)、线模电流故障分量Δi(t)计算得到时间数据窗Δt内的线模电压反行波u_b(t)；

步骤2，计算保护启动时刻对应的采样点k_s及其之后两个点中反行波变化率的最小值并记为du_b/dt_{_m3}；

步骤3，设置保护辅助判据整定门槛值th1并与比较-du_b/dt_{_m3}比较，若满足式(5)：

-du_b/dt_{_m3}＞th1 (5)

则继续步骤4的判别；否则，直接判定为线路区外故障，结束故障判别；

步骤4，通过逐点比较找到故障首行波引起的反行波下降结束时刻对应的采样点，即保护启动后第一个满足反行波变化率大于0.01倍的du_b/dt_{_m3}的点，并将其记为k₊点，即k₊为满足下式的第一个k点：

du_b/dt(k)＞0.01×du_b/dt_{_m3}(k＝k_s+1,k_s+2,...) (6)

步骤5：计算故障首行波下降幅值A，即：

其中ΔT为保护系统采样步长，其与保护系统采样率f_s存在倒数关系：

步骤6：计算故障首行波到达后剩余数据窗内的反行波变化量S，计算公式如式(9)所示：

其中N为数据窗结束时刻对应的采样点，

步骤7：计算反行波变化量和故障首行波下降幅值的比值R，计算公式如式(10)所示：

步骤8：将计算所得比值R与保护整定门槛值th2比较，若Rth2则判定为线路区内故障；反之则判定为区外故障。

2.如权利要求1所述的一种混合直流输电系统直流线路区内外故障判别方法，其特征在于，所述步骤1的步骤包括：

步骤1.1，当保护启动元件启动后，取时间数据窗Δt内直流输电线路本端正极电压u_p(t)、负极电压u_n(t)、正极电流i_p(t)、负极电流i_n(t)，其中t∈[t₀,t₀+Δt]，与10ms前的正极电压值u_p0，正极电流值u_n0，正极电流i_p0，负极电流i_n0，即未发生故障时的正常运行电压电流值相减，得到正极电压故障分量Δu_p(t)，负极电压故障分量Δu_n(t)，正极电流故障分量Δi_p(t)，负极电流故障分量Δi_n(t)，计算公式如式(1)所示：

步骤1.2，计算数据窗Δt内的线模电压、电流故障分量Δu(t)，Δi(t)，其中t∈[t₀,t₀+Δt]，计算公式如式(2)所示：

步骤1.3，计算数据窗Δt内的线模电压反行波u_b(t)，其中t∈[t₀,t₀+Δt]，计算公式如式(3)所示：

数据窗长Δt取为Δt＝0.9×2×l/c，其中l为直流输电线路长度，c为光速。