一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，屬于特高壓直流輸電【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明采集本站的線路電流和電壓，計(jì)算出極波PI，然后對(duì)極波PI采用S換進(jìn)行分析，得到極波S變換模值的時(shí)頻分布特性，突變量最大的時(shí)刻即是故障發(fā)生時(shí)刻；然后根據(jù)保護(hù)判據(jù)和保護(hù)動(dòng)作策略進(jìn)行處理，判據(jù)為Pset≥Krel·Pmax，可靠系數(shù)Krel＞1,Pmax為所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值，且滿足由上式計(jì)算得到的極波整定值明顯小于區(qū)內(nèi)故障極波S變換模值的第一個(gè)波峰值，這樣既可以保證區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作，又可以保證區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。本發(fā)明所提出方法能夠迅速準(zhǔn)確的判斷故障，避免線路行波保護(hù)誤動(dòng)造成的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，屬于特高壓直流輸電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流輸電線路發(fā)生故障以后，其電壓和電流中通常含有豐富的非工頻暫態(tài)分量，而且故障分量隨著故障時(shí)刻、故障位置、過渡電阻以及系統(tǒng)運(yùn)行工況等不同的故障條件的變化而變化。因此，有效分析故障暫態(tài)信號(hào)，并提取相應(yīng)的故障特征信息，對(duì)于系統(tǒng)保護(hù)的快速動(dòng)作、故障類型的準(zhǔn)確識(shí)別、故障點(diǎn)的快速定位具有重要的意義。
[0003]電力系統(tǒng)暫態(tài)信號(hào)是典型的非平穩(wěn)信號(hào)，在傳統(tǒng)的信號(hào)處理中，傅里葉變換建立了信號(hào)時(shí)域和頻域之間的聯(lián)系，因此成為分析和處理信號(hào)最常用和最直接的方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軟件實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換大幅提高了運(yùn)算速度，但是對(duì)于非平穩(wěn)的暫態(tài)量信號(hào)，傅里葉變換只能在有限區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，這就不可避免的存在由于時(shí)域截?cái)喈a(chǎn)生的能量泄露，使頻譜的幅值、相位和頻率都可能產(chǎn)生較大誤差，使其在電力系統(tǒng)暫態(tài)信號(hào)處理的應(yīng)用上受到極大限制。為此，產(chǎn)生了如比值校正法、能量重心校正法等用以改進(jìn)傳統(tǒng)的傅里葉變換，使其分析的結(jié)果具有較好的時(shí)間分辨率和精度，這一類對(duì)于時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)的變換稱為時(shí)頻分析。傳統(tǒng)行波保護(hù)的主要問題是不能準(zhǔn)確把握線路故障的暫態(tài)信息，因而其動(dòng)作的可靠性、速動(dòng)性、準(zhǔn)確性和抗干擾能力等都受到較大影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，以解決克服傳統(tǒng)行波保護(hù)不能準(zhǔn)確把握故障信息的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，該保護(hù)方法包括以下步驟:
[0006]I)采集直流輸電系統(tǒng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，根據(jù)采集到的電壓電流信號(hào)與線路波阻抗計(jì)算線路極波；
[0007]2)對(duì)線路極波進(jìn)行S變換，得到極波S變換的模值在故障前后的時(shí)頻分布特性；
[0008]3)計(jì)算極波的S變換頻率為極波保護(hù)判斷頻段的模值，并將其作為Pset ；
[0009]4).計(jì)算所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值Pmax，根據(jù)Psrt與Pmax的關(guān)系確定是否對(duì)行波進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
[0010]所述步驟2)中的極波計(jì)算公式為:
[0011]P1 (t) = Zp.i (t)-U ⑴
[0012]其中Zp為極波阻抗，i(t)為采集的電流信號(hào)，u(t)為采集的電壓信號(hào)。
[0013]所述步驟4)中的保護(hù)判據(jù)為:
[0014]Pset 彡 Krel.Pmax
[0015]Krel為可靠系數(shù)，Km1 > I ;Pmax為所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值，若上式成立，則行波保護(hù)動(dòng)作。
[0016]所述Pmax取5?6，極波的保護(hù)判斷頻段為S變換的59次諧波或61次諧波。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采集本站的線路電流和電壓，計(jì)算出極波P1，然后對(duì)極波P1采用S換進(jìn)行分析，得到極波S變換模值的時(shí)頻分布特性，突變量最大的時(shí)刻即是故障發(fā)生時(shí)刻；然后根據(jù)保護(hù)判據(jù)和保護(hù)動(dòng)作策略進(jìn)行處理，判據(jù)為Psrt > Krel.Pmax，可靠系數(shù)Km1 >1，Pmax為所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值，且滿足由上式計(jì)算得到的極波整定值明顯小于區(qū)內(nèi)故障極波S變換模值的第一個(gè)波峰值，這樣既可以保證區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作，又可以保證區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。本發(fā)明所提出方法能夠迅速準(zhǔn)確的判斷故障，避免線路行波保護(hù)誤動(dòng)造成的風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法的流程圖；
[0019]圖2是行波保護(hù)故障特征提取的程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0021]1、首先采集本站的線路電流和電壓，根據(jù)電流電壓信號(hào)的采樣值和直流線路的極波阻抗的關(guān)系P1U) = Zp.i (t)-u(t)計(jì)算出極波P”
[0022]2.對(duì)極波P1采用S變換進(jìn)行分析，得到極波S變換的模值在故障前后的時(shí)頻分布特性，突變量最大的時(shí)刻即是故障發(fā)生時(shí)刻，計(jì)算極波的S變換頻率為3000HZ的模值A(chǔ)p作為 Pset。
[0023]極波的保護(hù)判斷頻段為故障極波S變換后頻率分布在2950?3050Hz的信號(hào)，一般取3000Hz信號(hào)。
[0024]3.計(jì)算所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值Pmax，判斷Psrt是否大于Km1.Pniax，即下式是否成立。
[0025]Pset 彡 Krel.Pfflax
[0026]其中Kiel為可靠系數(shù)，可取1.1?1.2，根據(jù)仿真結(jié)果，Pmax取5?6即可兼顧保護(hù)的靈敏性和可靠性，極波的保護(hù)判斷頻段為S變換的59次諧波或61次諧波。
[0027]4.若上式成立，則行波保護(hù)出口動(dòng)作，發(fā)出線路故障再啟動(dòng)指令，進(jìn)行直流系統(tǒng)故障恢復(fù)序列。
[0028]檢測(cè)行波波頭，進(jìn)行行波保護(hù)判斷，極波的保護(hù)判斷頻段為故障極波S變換后頻率分布在2950?3050Hz的信號(hào)，一般取3000Hz信號(hào)，判據(jù)為Pset彡Krel.Pmax，可靠系數(shù)Krel > 1，Pfflax為所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值，且滿足由上式計(jì)算得到的極波整定值明顯小于區(qū)內(nèi)故障極波S變換模值的第一個(gè)波峰值，這樣既可以保證區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作，又可以保證區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作，Km1 > I可取1.1?1.2,Pfflax可取5?6。
[0029]本發(fā)明可以用嵌入式工業(yè)控制平臺(tái)或PC裝置來實(shí)現(xiàn)，此兩種裝置是高壓直流輸電領(lǐng)域常用的裝置。保護(hù)裝置首先采集線路電壓和電流，并生成極波信號(hào)，然后按照?qǐng)D1和圖2進(jìn)行故障特征的提取和故障時(shí)刻的判斷。
【權(quán)利要求】
1.一種直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，其特征在于，該保護(hù)方法包括以下步驟: 1)采集直流輸電系統(tǒng)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，根據(jù)采集到的電壓電流信號(hào)與線路波阻抗計(jì)算線路極波； 2)對(duì)線路極波進(jìn)行S變換，得到極波S變換的模值在故障前后的時(shí)頻分布特性； 3)計(jì)算極波的S變換頻率為極波保護(hù)判斷頻段的模值，并將其作為Pset； 4).計(jì)算所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值Pmax，根據(jù)Psrt與Pmax的關(guān)系確定是否對(duì)行波進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟2)中的極波計(jì)算公式為:
P1 (t) = Zp.1 (t) -U (t) 其中Zp為極波阻抗，i(t)為采集的電流信號(hào)，u(t)為采集的電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟4)中的保護(hù)判據(jù)為: P > K.P
1 set z iVrel 1 max Km1為可靠系數(shù)，KMl > I ;Pmax為所有區(qū)外故障和擾動(dòng)當(dāng)中的極波S變換模值的最大值，若上式成立，則行波保護(hù)動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流輸電系統(tǒng)行波保護(hù)方法，其特征在于，所述Pmax取5?6，極波的保護(hù)判斷頻段為S變換的59次諧波或61次諧波。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK104410053SQ201410611842
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】黃金海, 寧聯(lián)輝, 吳慶范, 張愛玲, 曹森, 張紹軍, 羅磊, 田培濤, 付艷, 范子強(qiáng), 許朋見 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司