[发明专利]一种柔性直流输电系统的高频谐波保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种柔性直流输电系统的高频谐波保护方法及装置，方法包括下述步骤：检测并采集柔性直流输电系统的关键电气量；对关键电气量进行高频检测，计算高频特征量；基于傅里叶变换，计算关键电气量的高频谐波特征量；设置高频特征系数、高频谐波保护动作定值及高频谐波保护动作延时，并结合高频特征量和高频谐波特征量判断高频谐波保护动作。本方法对关键电气量进行高频检测，检测方法简单，并且仅需通过傅里叶变换进行少量次数的谐波计算，降低了计算负载，可以完成对柔性直流输电系统中全设备谐波保护的全覆盖，兼顾了保护设置的灵敏性和清晰性，减少了柔性直流输电系统针对单一元件配置谐波保护的复杂性。

技术领域

本发明属于高频谐波保护的技术领域，具体涉及一种柔性直流输电系统的高频谐波保护方法及装置。

背景技术

柔性直流输电系统能够进行有功无功解耦控制，实现四象限运行。现阶段柔性直流输电系统由于其运行的灵活性而逐渐应用于新能源接入、混合直流输电、多端柔性直流输电等工程中。然而柔性直流输电系统由电容电感电路构成，且控制模式中比例积分控制可等效为电感电抗环节，故当交流系统处于某些特定运行方式下，可能引起交流系统和直流系统的高频振荡，为防止这一情形的发生，需设置高频谐波保护，检测高频谐波并出口跳闸。

现有技术中，柔性直流输电系统的高频谐波保护，主要是针对其各元件的谐波耐受设计保护，如利用桥臂电抗不同谐波频率下的的集肤效应设计桥臂电抗热过负荷保护，利用电阻的热负荷反时限曲线设计电阻过负荷保护等。但柔性直流输电系统中一次性设备较多，若针对不同设备独立配置相关谐波保护，则保护种类较多，成本过高，不利于柔性直流输电系统的运行。故从保护的灵敏性和清晰性出发，设计出能综合检测柔性直流输电系统中各类设备谐波耐受超标的高频谐波保护，从而实现高频谐波保护成为迫切需要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种柔性直流输电系统的高频谐波保护方法及装置，本方法可以完成对柔性直流输电系统中全设备谐波保护的全覆盖，兼顾了保护设置的灵敏性和清晰性，减少了柔性直流输电系统针对单一元件配置谐波保护的复杂性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种柔性直流输电系统的高频谐波保护方法，其特征在于，包括下述步骤：

检测并采集柔性直流输电系统的关键电气量；所述关键电气量包括电流特征量及电压特征量；

对关键电气量进行高频检测，计算高频特征量；

基于傅里叶变换，计算关键电气量的高频谐波特征量；

设置高频特征系数、高频谐波保护动作定值及高频谐波保护动作延时，并结合高频特征量和高频谐波特征量判断高频谐波保护动作。

作为优选的技术方案，所述计算高频特征量具体为：

计算关键电气量的基波幅值X，选取N个小于基波幅值的直流量X_N；

设计高频谐波保护动作频率定值βHZ；

在一个高频谐波检测时间段T内计算关键电气量与各直流量X_N相等的次数Y_N；

计算Y_N的平均值，作为高频特征量Y，计算公式为：Y＝1/N(Y₁+Y₂+…+Y_N)；

所述一个高频谐波检测时间段T的计算公式为k₁*1/β，其中k₁为大于等于1的系数。

作为优选的技术方案，所述计算关键电气量的高频谐波特征量，具体为：

检测关键电气量的全波有效值M；