【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統交直流混聯電網繼電保護，具體說是基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法。
技術介紹
1、直流系統的非線性響應特性及換相失敗使得含直流饋入的交流系統發生故障時，故障特征不同于以同步機為電源的純交流系統。對于純交流系統，電流故障分量的相位超前于電壓故障分量，且相位差近似為90°。與純交流系統相比，逆變站沒有固定的等值阻抗，屬于非線性元件。受逆變器運行狀態及換相失敗問題的影響，逆變站輸出的電流故障分量的相位出現了極大的擺動，與電壓故障分量的相位關系不穩定。應用于受端交流電網時，電流差動縱聯保護性能下降，方向縱聯保護有可能失效，因此，為保證交直流混聯電網的安全運行，需要一種適應于受端交流線路的縱聯保護方法，可靠地切除線路故障。
2、綜上所述，傳統縱聯保護方法不再適用于受端交流線路，目前亟需研發一種能正確區別故障區段，成本合適，易于實現，適用性強的受端交流線路縱聯保護方法。
技術實現思路
1、為解決傳統縱聯保護在受端交流線路不再適用或可靠性差的問題，本專利技術的目的是提供基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法。
2、本專利技術為實現上述目的，通過以下技術方案實現：
3、一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，包括以下步驟：
4、(1)獲取相電流的瞬時值突變量，將相電流的瞬時值突變量與設定值進行比較，一旦有連續3個相電流突變量超過設定值，則判定發生了短路故障，啟動保護,標記首個突變量超過設定值的點為故障啟動時
5、(2)保護啟動后，近逆變站側和遠逆變站側兩端保護單元在故障啟動時刻前一周波截取5ms的數據窗及故障后截取5ms的數據窗，獲得故障前及故障后電壓、電流采樣值；
6、(3)采用狹窄帶通數字濾波對故障前、后的電壓、電流進行濾波，獲得基頻分量；
7、(4)兩端互相交換濾波后的故障前、后5ms電壓、電流數據，并利用該數據計算擬功率差sqpφ、擬功率差微分qpddφ及基于擬功率瞬時值縱聯保護方法的動作量sa_φ和制動量sres_φ。
8、(5)根據得到的各相動作量及制動量，判斷故障區間，根據判別結果，確定故障相；
9、優選的，步驟(1)中，保護啟動判據為：
10、
11、其中，iφ(k)為當前時刻a、b、c任一相相電流采樣值，φ為相別，即a、b、c。iφ(k-nt)為故障前一個周波對應的采樣值，nt為每周波的采樣點數。iset為閾值，為額定電流的0.2倍。
12、優選的，步驟(2)中，近逆變站側和遠逆變站側兩端保護單元在故障啟動時刻前、后各截取5ms的數據窗,獲得故障前、后5ms的電壓、電流采樣值，擬功率差微分波形周期為10ms，數據窗為5ms，可以反應擬功率差微分波形的特征，并且一方面為降低換流設備損傷、避免故障擴大,保護方案的響應速度應當盡可能地快，另一方面為了消除濾波器的暫態延時。
13、優選的，步驟(3)中，利用窄帶濾波器提取50hz基頻分量，狹窄帶通濾波器為無限脈沖響應濾波器，濾波器的差分方程為
14、y(n)＝ax(n)+bx(n-2)+cy(n-1)+dy(n-2)?(2)
15、式中
16、a＝2a/ts/(4/ts2/b+2c/ts+d)；
17、b＝-a；
18、c＝(2c-8b/ts2)/(4/ts2/b+2c/ts+d)；
19、d＝(4b/ts2-2c/ts+d)/(4/ts2/b+2c/ts+d)；
20、a＝8ts/78；b＝r2?ts2+ts2+2rtscos(2πfpts)；c＝4ts-4r2ts；d＝4r2-8rcos(2πfpts)+4；
21、ts為采樣間隔，實際工程中，采樣率fs一般為4khz，故ts＝0.00025；fp為提取的頻率，此專利技術為50hz的基頻分量；r為極點位置參數，與信號頻率偏離通帶中心相關，r＝0.987。
22、優選的，步驟(4)中的擬功率差計算方法如下：
23、
24、以故障前一周波開始取n個電壓、電流采樣數據，由前向后下標標記為1～n；取故障后n個電壓電流采樣數據，由前向后下標標記為1～n。n為數據窗內采樣點數。其中和分別為近逆變側與遠逆變側兩端的故障前、后5ms內的電流采樣數據，和分別為近逆變側與遠逆變側兩端的故障前、后5ms內的電壓采樣數據。
25、嚴格地說，“微分”一詞只在連續時間域內成立，對于離散信號，需要對其進行適當的定義。步驟(4)中采用sqp有限差分來近似sqp的微分qpdd，表示為：
26、
27、所述步驟(4)中的基于擬功率瞬時值的縱聯保護的動作量sa_φ及制動量sres_φ的算法如下：
28、
29、其中ω為基波角頻率；ue為正常情況下的額定電壓；krel為可靠系數，取為0.15；max(x)為時間序列x的最大值。
30、優選的，步驟(5)中判別故障區段的判據為：
31、sa_φ＞sres_φ??(6)
32、判據(6)為分相執行，若滿足式(6)，則為區內故障，對應相的保護裝置發出跳閘信號。若判據(6)不成立，則判別為區外故障，并閉鎖保護。
33、本專利技術相比現有技術具有以下優點：
34、本專利技術提出的基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，不受換流器非線性時變特征及換相失敗影響，能夠適應不同的受端交流電網結構，消除了保護背側非線性電源對傳統縱聯保護原理影響的隱患，契合交直流混聯系統對保護的需求；保留傳統電流差動縱聯保護選擇性強、靈敏度高、具有選相能力；
35、本專利技術提出的基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，兩端保護單元利用一段數據窗內的擬功率差微分，消除了輸電線路分布電容及分布電感的影響，具有不受分布電容、負荷電流影響以及允許更大故障電阻能力的優勢；能夠可靠識別區內或區外故障，具有較好的適應性，同時利用一段時間內的擬功率的積分，保護可靠性高，時間窗為5ms，保護動作速度快。
36、本專利技術提出的基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，采用狹窄帶通濾波器提取故障后電壓、電流的50hz基頻分量，在一定程度上對噪聲具有抗干擾能力；兩端保護單元利用一段數據窗內擬功率差微分的絕對值和，能耐受不同的過渡電阻、不同的故障類型、不同的故障初始角，具有較高的可靠性；動作速度快，有效降低換流設備損傷、避免故障擴大，在一定程度上可提高交直流混聯電網的穩定性。
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1.一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(1)中，保護啟動判據：
3.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(2)中，近逆變站側和遠逆變站側兩端保護單元在故障啟動時刻前、后各截取5ms的數據窗，獲得故障前、后5ms的電壓、電流采樣值，擬功率差微分波形周期為10ms，數據窗為5ms。
4.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(4)中，接收端保護單元收到另一端保護單元濾波后故障前、后5ms的電壓、電流采樣值之后，擬功率差sqpφ的算法為：
6.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(4)中，擬功率差微分QPDD的算法為：
7.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值
8.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(5)中，基于擬功率瞬時值縱聯保護方法的判據為：
...【技術特征摘要】
1.一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(1)中，保護啟動判據：
3.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：步驟(2)中，近逆變站側和遠逆變站側兩端保護單元在故障啟動時刻前、后各截取5ms的數據窗，獲得故障前、后5ms的電壓、電流采樣值，擬功率差微分波形周期為10ms，數據窗為5ms。
4.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值的受端交流線路縱聯保護方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種基于擬功率瞬時值...
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬磊，李超，高厚磊，馬進明，楊勇，蔡清亮，劉震，丁晶，程晨，劉明锝，姜波，楊明遠，李偉，陳健，
申請(專利權)人：國網山東省電力公司超高壓公司，
類型：發明
國別省市：
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