[发明专利]一种适用于多端直流输电系统的故障线路识别方法

说明书

本发明涉及一种适用于多端直流输电系统的故障线路识别方法，所述多端直流输电系统的线路L2发生故障后LCC站首端m处反向线模行波呈先下降后上升的趋势，而多端直流输电系统的线路L1故障后反向线模行波呈先快速下降然后趋于恒定的趋势，因此通过检测行波保护启动后线模反向行波的上升速率来进行故障线路的识别。本发明仅利用单端数据信息即可完成故障线路识别，识别速度快，在阈值整定方面不依赖于仿真，可独立完成；且本发明并不依赖于线路边界元件，具有广泛的适用性。

技术领域

本发明属于电力系统及自动化技术领域，具体涉及一种适用于多端直流输电系统的故障线路识别方法。

背景技术

混合多端直流输电系统送端采用电网式换相换流器(LCC)，受端采用模块化多电平换流器(MMC)，可有效避免逆变侧的换相失败问题。相比其他直流输电方式，混合多端直流输电更是兼具经济性和灵活性的优势，在分布式新能源接入，多落点送电等方面具有广阔的应用前景。

目前，我国已建成昆柳龙混合三端直流输电工程，在支撑国家西电东送战略起到了重要作用。较长的输电距离和复杂的工作环境使得输电线路成为高压直流输电系统中故障率最高的元件。在混合多端直流输电系统中，输电线路发生故障后，LCC换流站强制移相，MMC换流站闭锁或投入负压，以实现故障电流的清除。由于混合多端直流输电系统不止一条直流线路，因此，准确识别并切除故障线路，最小范围地缩小故障隔离区域，是实现非故障区域快速恢复供电的基本前提。

目前已有基于故障后汇流母线两侧电气量特征构造故障线路识别方案的研究成果，但上述方案在识别出故障线路后，还需依靠通信系统将故障线路信息发送到其他换流站，并且在相关阈值整定方面依赖于仿真。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于多端直流输电系统的故障线路识别方法，该方法能够实现混合多端直流输电系统中故障线路的快速识别。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种适用于多端直流输电系统的故障线路识别方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

S1、线路L2故障后反向行波由下降转变为上升时刻t₀的确定

所述多端直流输电系统的线路L2发生故障后LCC站首端m处反向线模行波呈先下降后上升的趋势，而多端直流输电系统的线路L1故障后反向线模行波呈先快速下降然后趋于恒定的趋势，因此通过检测行波保护启动后线模反向行波的上升速率来进行故障线路的识别；

令线路L2故障后首端m处反向行波导数表达式(1)为0，可以求解得到线路L2故障后理论上反向行波由下降开始转变为上升的时刻t₀，t₀表达式如式(2)所示：

根据式(1)同时结合实际工程参数特点，可得：

根据式(2)可以将t₀表达式简化，结果如式(3)所示。

由式(3)可得t₀与故障类型、过渡电阻和故障位置等因素基本无关，根据线路L1参数以及MMC₁换流站参数，计算得到线路L2发生故障后，t₀约为75μs，因此通过检测保护启动元件启动t₀时间后反向行波的上升速率来实现故障线路识别；

S2、故障线路识别判据确定

为去除高频噪声，首先采用巴特沃斯低通滤波器对信号进行处理，在保护元件启动后，开始计算反向行波的差分值，如果当前时刻反向行波差分值大于设定阈值，并且该时刻满足时间范围要求，则判断为线路L2故障，否则判断为线路L1故障；