【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統繼電保護，尤其涉及一種雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法、裝置、設備及介質。
技術介紹
1、近年來，隨著新能源并網發電技術的發展，電網電力電子化特征日趨明顯，這一發展新態勢使得電力系統故障特征發生了顯著改變，尤其是隨著深遠海海上風電以及“沙戈荒”新能源基地等超長距離大容量輸電場景的出現，柔性直流輸電技術引起了國內外學者的廣泛關注，例如江蘇如東已建成海上風電經柔性直流送出示范工程。
2、海上風電經柔性直流送出系統輸電線路均為典型的雙端弱饋系統線路，線路兩端換流器由大量電力電子器件組成，故障特性受兩側換流器控制策略影響，具有幅值受限、相位受控的特征。由于不同場景下換流器控制策略不同，在單相接地故障情況下復合序網圖中正序、負序與零序等值網絡串聯，零序網絡中的電流也表現出受控特征，這將導致傳統距離保護無法正確識別雙端弱饋系統送出線路的單相接地故障。
3、公開于該
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部分的信息僅僅旨在加深對本專利技術的總體
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的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法、裝置、設備及介質，從而有效解決
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中的問題。
2、為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：一種雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，包括如下步驟：
3、s10：通過mmc側安裝的電壓互感器和電流互感器，采集三相電壓及三相
4、s20：在設定的時間窗內，監測所述d、q軸電流變化率是否連續超過啟動門檻值，若是，則保護裝置啟動，若否，則返回步驟s10繼續監測；
5、s30：所述保護裝置啟動后，利用對稱分量法將采集的所述三相電流轉換為正序、負序和零序分量，并結合雙端弱饋系統中的控制特性，計算得到單相接地故障時的測量阻抗；
6、s40：根據mmc側負序電壓抑制控制策略和風電機組負序電流抑制控制策略，求解自適應補償系數，用于消除過渡電阻對測量阻抗的影響；
7、s50：將所述自適應補償系數分別與所述測量阻抗相位和線路阻抗相位進行偏移補償，得到補償后的測量阻抗和補償后的線路阻抗；
8、s60：基于所述補償后的測量阻抗和所述補償后的線路阻抗，提取虛部并計算故障距離α，通過數學解析方法消除因過渡電阻引起的計算誤差，確保故障距離的準確性；
9、s70：對所述故障距離α計算結果進行邏輯判斷，以確定故障區段，并根據所述故障區段觸發相應的保護動作。
10、進一步地，在步驟s20中，在設定的時間窗內，監測所述d、q軸電流變化率是否連續超過啟動門檻值，若是，則保護裝置啟動，若否，則返回步驟s10繼續監測，所述保護裝置的啟動判據包括：
11、
12、δid＝id(t)-id(t-δt)；
13、δiq＝iq(t)-iq(t-δt)；
14、δt＝1/fs；
15、式中，id(t)與iq(t)為送端mmc控制器電流內環d、q軸電流的標幺值，fs為保護采樣頻率，ε1與ε2為啟動門檻值。
16、進一步地，在步驟s30中，所述保護裝置啟動后，利用對稱分量法將采集的所述三相電流轉換為正序、負序和零序分量，并結合雙端弱饋系統中的控制特性，計算得到單相接地故障時的測量阻抗，所述測量阻抗的模型，包括：
17、
18、式中，zmmc-ag為單相接地故障時的測量阻抗，為a相電壓相量，為a相電流相量，為a相電流的零序分量，k＝(z0-z1)/(3z1)，z1為交流送出線路單位長度正序阻抗，z0為交流送出線路單位長度零序阻抗。
19、進一步地，在步驟s40中，根據mmc側負序電壓抑制控制策略和風電機組負序電流抑制控制策略，求解自適應補償系數，用于消除過渡電阻對測量阻抗的影響，所述自適應補償系數的模型，包括：
20、
21、式中，為自適應補償系數，j為虛數單位，為a相電流的負序分量，為a相電流的零序分量，為a相電流相量，k＝(z0-z1)/(3z1)，z1為交流送出線路單位長度正序阻抗，z0為交流送出線路單位長度零序阻抗。
22、進一步地，在步驟s50中，將所述自適應補償系數分別與所述測量阻抗相位和線路阻抗相位進行偏移補償，得到補償后的測量阻抗和補償后的線路阻抗，所述補償后的測量阻抗和線路阻抗的模型，分別包括：
23、
24、式中，z′mmc-ag為補償后的測量阻抗，zmmc-ag為測量阻抗，zl′為補償后的線路阻抗，zl為線路阻抗，α為故障點距mmc側線路首端的距離占比，zadd為附加阻抗，j為虛數單位，為自適應補償系數。
25、進一步地，在步驟s60中，基于所述補償后的測量阻抗和線路阻抗，將兩部分同取虛部，進行數學推導模型：
26、
27、式中，z′mmc-ag為補償后的測量阻抗，α為故障距離，zl為線路阻抗，zl′為補償后的線路阻抗，為自適應補償系數，zadd為附加阻抗。
28、進一步地，在步驟s60中，所述故障距離α的模型，包括：
29、
30、式中，α為故障距離，z′mmc-ag為補償后的測量阻抗，z′l為補償后的線路阻抗。
31、進一步地，在步驟s70中，對所述故障距離α計算結果進行邏輯判斷，以確定故障區段，并根據所述故障區段觸發相應的保護動作，包括：
32、若所述故障距離α的計算結果連續x1個采樣點滿足區內故障判定條件0＜α＜αset.1時，則保護判定為交流送出線路區內故障，滿足mmc側距離保護ⅰ段動作判據；
33、若所述故障距離α的計算結果連續x2個采樣點滿足下級線路故障條件αset.1＜α＜αset.2時，則保護判定為交流送出線路下級線路故障，滿足mmc側距離保護ⅱ段延時動作判據，設置延時δt1為0.2s，作為本保護方法的后備保護判據；
34、若在設定時間δt2內以上判定條件均不滿足時，則保護應判為交流送出線路區外故障或者系統處于正常運行情況，保護不動作。
35、本專利技術還包括一種雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護裝置，使用如上述的方法，包括：
36、數據采集單元，用于通過mmc側安裝的電壓互感器和電流互感器，采集三相電壓及三相電流的實時電氣量，計算得到d、q軸電流的變化率；
37、保護啟動單元，用于在設定的時間窗內，監測所述d、q軸電流變化率是否連續超過啟動門檻值，若是，則保護裝置啟動，若否，則返回步驟s10繼續監測；
38、測量阻抗計算單元，用于所述保護裝置啟動后，利用對稱分量法將采集的所述三相電流轉換為正序、負序和零序分量，并結合雙端弱饋系統中的控制特性，計算得到單相接地故障時的測量阻抗；
39、自適應補償單元，用于根據mmc側本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S20中，在設定的時間窗內，監測所述d、q軸電流變化率是否連續超過啟動門檻值，若是，則保護裝置啟動，若否，則返回步驟S10繼續監測，所述保護裝置的啟動判據包括：
3.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S30中，所述保護裝置啟動后，利用對稱分量法將采集的所述三相電流轉換為正序、負序和零序分量，并結合雙端弱饋系統中的控制特性，計算得到單相接地故障時的測量阻抗，所述測量阻抗的模型，包括：
4.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S40中，根據MMC側負序電壓抑制控制策略和風電機組負序電流抑制控制策略，求解自適應補償系數，用于消除過渡電阻對測量阻抗的影響，所述自適應補償系數的模型，包括：
5.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S50中，將所述自適應補償
6.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S60中，基于所述補償后的測量阻抗和線路阻抗，將兩部分同取虛部，進行數學推導模型：
7.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S60中，所述故障距離α的模型，包括：
8.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟S70中，對所述故障距離α計算結果進行邏輯判斷，以確定故障區段，并根據所述故障區段觸發相應的保護動作，包括：
9.一種雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護裝置，其特征在于，使用如權利要求1至8中任一項所述的方法，包括：
10.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時，實現如權利要求1-8中任一項所述的方法。
11.一種存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-8中任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟s20中，在設定的時間窗內，監測所述d、q軸電流變化率是否連續超過啟動門檻值，若是，則保護裝置啟動，若否，則返回步驟s10繼續監測，所述保護裝置的啟動判據包括：
3.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟s30中，所述保護裝置啟動后，利用對稱分量法將采集的所述三相電流轉換為正序、負序和零序分量，并結合雙端弱饋系統中的控制特性，計算得到單相接地故障時的測量阻抗，所述測量阻抗的模型，包括：
4.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟s40中，根據mmc側負序電壓抑制控制策略和風電機組負序電流抑制控制策略，求解自適應補償系數，用于消除過渡電阻對測量阻抗的影響，所述自適應補償系數的模型，包括：
5.根據權利要求1所述的雙端弱饋系統線路單相接地故障距離保護方法，其特征在于，在步驟s50中，將所述自適應補償系數分別與所述測量阻抗相位和線路阻抗相位進行偏移補償，得...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳實，龐福濱，賀楊烊，王晨清，任旭超，孔祥平，高磊，薛晨，賓子君，葛亞明，邰能靈，王乾坤，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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