[发明专利]一种交直流混联系统交流线路的保护方法及装置

权利要求书

1.一种交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

当监测到交直流混联系统发生故障，则采集逆变侧的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流和换流器中换流阀的导通状态；

基于采集的信息，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；包括：根据采集的交流线路两端母线处的电压及电流的0模分量、2模分量，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率；根据采集的换流器中换流阀的导通状态，获取换流器的运行工况；根据换流器的运行工况和采集的交流线路两端母线处的电压及电流、流经交流滤波器和无功补偿装置的电流、直流输电线的直流电流，得到交流线路两端背侧系统的0模、2模参考功率；基于所述交流线路两端背侧系统的0模、2模实际功率和参考功率，得到所述交流线路两端背侧系统的复合模功率差；其中，所述复合模功率差表示为

式中，E_m、E_n分别为交流线路M、N端背侧系统的复合模功率差，其中交流线路中与逆变侧换流器相连的一端母线处为M端，交流线路的另一端母线处为N端；N₁表示总采样点数；P_m0(q)、P_m2(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_m0(q)、P_m′₂(q)分别为第q个采样点的交流线路M端背侧系统的0模、2模实际功率；P_n0(q)、P_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模参考功率，P′_n0(q)、P′_n2(q)分别为第q个采样点的交流线路N端背侧系统的0模、2模实际功率；

若E_m＜E_set且E_n＜E_set，则判断发生交流线路的区内故障，启动交流线路的纵联保护；其中，E_set为动作门槛值。

2.根据权利要求1所述的交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，所述换流器包括D桥、Y桥换流器，所述D桥、Y桥换流器的运行工况均包括：

运行工况1：正常换相的两阀臂导通状态，包括不同相的2阀臂导通；

运行工况2：正常换相的三阀臂导通状态，包括3阀臂导通，且每相至少有一个阀臂导通；

运行工况3：换流器交流侧断路，包括1阀臂导通、共阴极或共阳极2阀臂导通、2阀臂导通但只有一相的阀臂导通、共阳极或共阴极的3阀臂导通、无阀臂导通；

运行工况4：换流器两相桥臂直流短路，包括3阀臂导通但只有两相的阀臂导通、4阀臂导通但只有两相的阀臂导通；

运行工况5：换流器三相桥臂直流短路，包括4阀臂导通且每相至少有一个阀臂导通、5阀臂导通、6阀臂导通。

3.根据权利要求2所述的交直流混联系统交流线路的保护方法，其特征在于，所述交流线路M端的背侧系统的0模、2模参考功率P_m0、P_m2表示为：

式中，i_m0、i_m2分别为M端电流的0模分量、2模分量；u_m0、u_m2分别为M端电压的0模分量、2模分量；i_C0、i_C2分别为流经交流滤波器与无功补偿装置电流的0模、2模分量；i_d为直流输电线的直流电流；k_D为D桥Y/△换流变压器的变比，k_Y为Y桥Y/△换流变压器的变比；L_Dr为D桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感，L_Yr为Y桥Y/△换流变压器折算至阀侧的电感；U_m为M端换流母线的电压幅值；S_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模导通状态系数矩阵；X_ij2为D桥换流器在运行工况i、Y桥换流器在运行工况j时各换流阀对应的2模电流导通系数，其中，i,j∈{1,2,3,4,5}。