[发明专利]基于电压行波波头极性和数量差异的新能源线路保护方法

说明书

本发明提供了一种基于电压行波波头极性和数量差异的新能源线路保护方法，该方法根据电压行波折反射过程推导出首个反极性电压行波到达前同极性电压行波的数量与故障位置的关系。在此基础上，考虑采样率导致近端或末端故障存在行波难以准确捕获的情况，可得出：首个反极性波到达前存在两个及以上同极性波时，为区内前50％故障或区外前50％故障；存在一个同极性波时，为区内后50％故障或区外后50％故障。最后，利用零模与线模到达保护安装处的时间差进行区内外故障判别。本方法基于电压行波极性和数量差异构造单端量保护方法，解决了现有基于零模线模时间差的单端量保护在区内末端故障存在死区的问题，并考虑了采样率对所提保护方法的影响。

技术领域

本发明涉及高比例新能源交流线路故障识别领域，特别是涉及一种基于电压行波波头极性和数量差异的新能源线路保护方法。

背景技术

21世纪以来，全球变暖及能源短缺问题日益凸显，逐渐成为全人类需共同应对的重大而迫切的全球性挑战，新一轮能源变革也在全世界能源领域悄然兴起。加速发展以风电、光伏为典型代表的新能源电源，促进能源生产的绿色转型，是缓解气候变化与资源匮乏问题的关键所在，更是全球实现可持续发展的必由之路。

以风电、光伏为代表的新能源通过电力电子接口并网，相较于传统以同步发电机为主力电源的电力系统来说，其在发电原理、控制方式、并网设备和外部特性等方面均有较大区别，使新能源的故障特征异于传统同步发电机，具有幅值受限、相角受控等特性，进一步导致传统基于工频量的保护方案面临拒动、误动的风险，致使常规保护的灵敏性、快速性、选择性和可靠性受到全面挑战，严重影响故障的准确识别与快速隔离。

针对上述问题，现有研究主要从工频量和暂态量两方面入手构建新型保护方案。工频量方面，主要是在现有工频量保护方案的基础上，考虑新能源的故障特性，提出相应的改进方案；暂态量方面，通过充分挖掘故障暂态中包含的时域、频域暂态信息，提出不受新能源控制策略影响的保护新原理。行波保护作为暂态量保护的一种，具有高速动作性能，能够在控制系统介入前完成故障识别，可有效应用于新能源电力系统。