本發(fā)明涉及保護(hù)配置技術(shù)，具體涉及一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法和裝置。

背景技術(shù)：

半波長(zhǎng)交流輸電技術(shù)是指輸電電氣距離接近1個(gè)工頻半波長(zhǎng)(50hz下約3000km)的超遠(yuǎn)距離交流輸電技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在20世紀(jì)40年代由蘇聯(lián)專家提出。半波長(zhǎng)輸電不需線路無(wú)功補(bǔ)償裝置(如高壓電抗器)、不需中間加設(shè)開關(guān)站、經(jīng)濟(jì)性和可靠性較好、可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離同步聯(lián)網(wǎng)，世界范圍內(nèi)許多國(guó)家對(duì)此都展開了積極的研究。

目前，超、特高壓線路的保護(hù)配置方案主要包括電流差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)及方向元件等。對(duì)于半波長(zhǎng)輸電線路，由于故障特征呈現(xiàn)非線性、不單調(diào)的波動(dòng)特征，基于霍夫電流定律的差動(dòng)保護(hù)原理、基于阻抗線性特征的距離保護(hù)不適用于半波長(zhǎng)輸電線路。

半波長(zhǎng)線路輸電距離遠(yuǎn)，其故障特征與常規(guī)線路相比，在空間和時(shí)間上存在顯著差異，空間尺度上，半波長(zhǎng)線路故障后沿線電氣量呈非線性、非單調(diào)的波動(dòng)特征，不對(duì)稱故障與對(duì)稱故障時(shí)故障相的電氣量特征類似。時(shí)間尺度上，半波長(zhǎng)線路故障后電磁波傳輸延時(shí)及通道延時(shí)顯著增大；對(duì)于半波長(zhǎng)線路，電流差動(dòng)保護(hù)無(wú)法進(jìn)行電容電流補(bǔ)償，故障點(diǎn)與差動(dòng)點(diǎn)位置不一致導(dǎo)致電流差動(dòng)保護(hù)靈敏度降低，當(dāng)故障點(diǎn)與電流差動(dòng)點(diǎn)相差1500km時(shí)，差動(dòng)電流最小，差動(dòng)保護(hù)靈敏度最低，電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長(zhǎng)。半波長(zhǎng)線路的空間距離與電氣距離不再線性且不單調(diào)，正向超越問(wèn)題嚴(yán)重，距離保護(hù)無(wú)法識(shí)別故障點(diǎn)位置。

在特高壓半波長(zhǎng)線路保護(hù)研究方面，由于線路輸電距離長(zhǎng)，與常規(guī)線路相比，半波長(zhǎng)線路故障后電氣特征呈現(xiàn)非線性、非單調(diào)等特征，傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)、零序電流保護(hù)失效，不適用于半波長(zhǎng)輸電線路。此外，由于半波長(zhǎng)線路故障后電磁波及數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)顯著增加，嚴(yán)重影響保護(hù)的速動(dòng)性。目前半波長(zhǎng)輸電線路尚未投入運(yùn)行，制約其實(shí)用化的因素是半波長(zhǎng)輸電線路的保護(hù)原理及保護(hù)配置方案尚未取得突破，且現(xiàn)有輸電線路的保護(hù)原理及配置方案不能滿足半波長(zhǎng)輸電線路故障速動(dòng)性需要，目前尚未提出適用于半波長(zhǎng)交流輸電線路的保護(hù)配置方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足半波長(zhǎng)輸電線路故障速動(dòng)性需要，本發(fā)明提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法和裝置，該配置方法和裝置通過(guò)確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件的動(dòng)作情況，并采用兩種獨(dú)立的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了單端量保護(hù)和雙端量保護(hù)快速動(dòng)作。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法，包括：

確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量；

根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量確定自由波能量；

判斷自由波能量是否大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值，若是則表明半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生故障，單端量保護(hù)動(dòng)作。

所述啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)如下式：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量；

所述根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量按下式計(jì)算：

其中，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，ia(t)、ib(t)、ic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

所述根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量確定自由波能量按下式計(jì)算：

e＝∑|df(t)|＝∑|f(t+1)-f(t)|

其中，e表示自由波能量，df(t)表示相鄰時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量差，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)按下式計(jì)算：

其中，ia(t+1)、ib(t+1)、ic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

所述半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生的故障包括相間短路故障和單相接地故障；

所述半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，單端量保護(hù)的范圍為[0-1000km]；

所述半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，單端量保護(hù)的范圍[0-500km]。

本發(fā)明第二方面提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置，包括：

計(jì)算模塊，用于確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量；

確定模塊，用于根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量確定自由波能量；

判斷模塊，用于判斷自由波能量是否大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值，若是則表明半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生故障，單端量保護(hù)動(dòng)作。

所述計(jì)算模塊包括第一確定單元，所述第一確定單元用于確定如下式的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量；

所述計(jì)算模塊還包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單元用于根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算如下式的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量：

其中，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，ia(t)、ib(t)、ic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

所述確定模塊具體用于：

根據(jù)f(t)確定如下式的自由波能量：

e＝∑|df(t)|＝∑|f(t+1)-f(t)|

其中，e表示自由波能量，df(t)表示相鄰時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量差，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)按下式計(jì)算：

其中，ia(t+1)、ib(t+1)、ic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

本發(fā)明第三方面提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法，包括：

確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流；

確定雙端量保護(hù)判據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流是否滿足雙端量保護(hù)判據(jù)，若是則雙端量保護(hù)動(dòng)作。

所述啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)如下式：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量。

所述半波長(zhǎng)輸電線路的兩側(cè)分別設(shè)為m側(cè)和n側(cè)，m側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間和n側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間分別用tm和tn表示，時(shí)間間隔用δt表示，補(bǔ)償點(diǎn)距離m側(cè)的長(zhǎng)度用x表示，所述雙端量保護(hù)具體包括：

若m側(cè)在tm+δt未收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，則雙端量保護(hù)采取閉鎖式保護(hù)，此時(shí)x＝0；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足則雙端量保護(hù)采取測(cè)距式保護(hù)，其中l(wèi)set表示半波長(zhǎng)輸電線路的設(shè)定長(zhǎng)度，v光表示光速；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足lset<x<l，則雙端量保護(hù)采取允許式保護(hù)，其中l(wèi)表示半波長(zhǎng)輸電線路的實(shí)際長(zhǎng)度。

所述閉鎖式補(bǔ)償點(diǎn)的電流如下式：

其中，ix-表示補(bǔ)償點(diǎn)的m側(cè)電流，ix+表示補(bǔ)償點(diǎn)的n側(cè)電流，im表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，in表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，um表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，un表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，zc表示半波長(zhǎng)輸電線路的波阻抗，γ表示行波傳播速度。

所述雙端量保護(hù)判據(jù)如下式：

其中，k表示制動(dòng)系數(shù)，iset表示差流門檻值。

本發(fā)明第四方面提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置，所述半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)為雙端量保護(hù)，所述配置裝置包括：

計(jì)算模塊，用于確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流；

判斷模塊，用于確定雙端量保護(hù)判據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流是否滿足雙端量保護(hù)判據(jù)，若是則雙端量保護(hù)動(dòng)作。

所述計(jì)算模塊包括第一確定單元，所述第一確定單元用于確定如下式的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量。

所述半波長(zhǎng)輸電線路的兩側(cè)分別設(shè)為m側(cè)和n側(cè)，m側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間和n側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間分別用tm和tn表示，時(shí)間間隔用δt表示，補(bǔ)償點(diǎn)距離m側(cè)的長(zhǎng)度用x表示，所述雙端量保護(hù)具體包括：

若m側(cè)在tm+δt未收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，則雙端量保護(hù)采取閉鎖式保護(hù)，此時(shí)x＝0；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足則雙端量保護(hù)采取測(cè)距式保護(hù)，其中l(wèi)set表示半波長(zhǎng)輸電線路的設(shè)定長(zhǎng)度，v光表示光速；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足lset<x<l，則雙端量保護(hù)采取允許式保護(hù)，其中l(wèi)表示半波長(zhǎng)輸電線路的實(shí)際長(zhǎng)度。

所述計(jì)算模塊還包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單元根據(jù)下式計(jì)算閉鎖式補(bǔ)償點(diǎn)的電流：

其中，ix-表示補(bǔ)償點(diǎn)的m側(cè)電流，ix+表示補(bǔ)償點(diǎn)的n側(cè)電流，im表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，in表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，um表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，un表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，zc表示半波長(zhǎng)輸電線路的波阻抗，γ表示行波傳播速度。

所述判斷模塊包括第二確定單元，所述第二確定單元用于確定如下式的雙端量保護(hù)判據(jù)：

其中，k表示制動(dòng)系數(shù)，iset表示差流門檻值。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的技術(shù)方案先通過(guò)確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，最終采用單端量保護(hù)或雙端量保護(hù)實(shí)現(xiàn)了半波長(zhǎng)輸電線路上故障的靈敏快速清除；

本發(fā)明提供的技術(shù)方案基于半波長(zhǎng)輸電線路在時(shí)間的特征，其中的單端量保護(hù)不依賴通道，可以快速切除半波長(zhǎng)輸電線路出口故障；包括閉鎖式保護(hù)、測(cè)距式保護(hù)和允許式保護(hù)的雙端量快速保護(hù)投入時(shí)間為m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后20～30ms，可以在m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后0～30ms快速切除故障；

本發(fā)明提供的技術(shù)方案基于半波長(zhǎng)輸電線路在空間的特征，單端量保護(hù)的保護(hù)范圍為半波長(zhǎng)輸電線路兩側(cè)；雙端量快速保護(hù)通過(guò)閉鎖式、測(cè)距式和允許式三種保護(hù)原理相互銜接，實(shí)現(xiàn)對(duì)半波長(zhǎng)輸電線路的全覆蓋；

本發(fā)明提供的技術(shù)方案靈敏性較高，對(duì)于金屬性故障，單端量保護(hù)與雙端量快速保護(hù)切除速度滿足了現(xiàn)有特高壓線路保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有較高的可靠性，針對(duì)半波長(zhǎng)輸電線路上發(fā)生的故障，單端量保護(hù)和雙端量快速保護(hù)可靠動(dòng)作；

本發(fā)明提供的技術(shù)方案利用單端量保護(hù)與雙端量快速保護(hù)相互配合，克服了半波長(zhǎng)輸電線路電磁波及數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)對(duì)保護(hù)速動(dòng)性的影響，并實(shí)現(xiàn)了半波長(zhǎng)輸電線路全線故障的快速切除。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的單端量保護(hù)的保護(hù)范圍示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)施例1中半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的雙端量保護(hù)的保護(hù)范圍示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)施例2中半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法流程圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的閉鎖式保護(hù)動(dòng)作邏輯圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)距式保護(hù)動(dòng)作邏輯圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的允許式保護(hù)動(dòng)作邏輯圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的近段故障電磁波及通道傳輸時(shí)序圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的反向區(qū)外故障電磁波及通道傳輸時(shí)序圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的中段故障電磁波及通道傳輸時(shí)序圖；

圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)段故障電磁波及通道傳輸時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例1提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法，其中的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)為單端量保護(hù)，如圖2，單端量保護(hù)的保護(hù)范圍是半波長(zhǎng)輸電線路出口附近故障；單端量保護(hù)能夠快速切除半波長(zhǎng)輸電線路出口附近故障，且配置方法不依賴通道，單端量保護(hù)能準(zhǔn)確識(shí)別正、反方向故障。本實(shí)施例提供的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法具體流程圖如圖3所示，具體可以包括以下步驟：

s101：確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)確定的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，如果啟動(dòng)元件動(dòng)作，則需要根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流進(jìn)一步計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量；

s102：根據(jù)上述s101中計(jì)算得到的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量進(jìn)一步確定自由波能量；

s103：判斷上述s102中確定的自由波能量是否大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值(即判斷是否滿足單端量保護(hù)判據(jù))，如果自由波能量大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值，則表明半波長(zhǎng)輸電線路上發(fā)生了故障，于是單端量保護(hù)動(dòng)作，即可實(shí)現(xiàn)故障的快速切除。

上述s101中確定的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)如下式：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中的δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，上述δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中的δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，其中的δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量；

上述s101中根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量具體可以包括以下過(guò)程：

根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算如下式的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量：

其中的f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，ia(t)、ib(t)、ic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

上述s102中根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量確定自由波能量具體可以包括以下過(guò)程：

根據(jù)f(t)確定如下式的自由波能量：

e＝∑|df(t)|＝∑|f(t+1)-f(t)|

其中的e表示自由波能量，df(t)表示相鄰時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量差，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)按下式計(jì)算：

其中，ia(t+1)、ib(t+1)、ic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

上述的半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生的故障包括相間短路故障和單相接地故障；具體分為以下兩種情況：

1)半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，單端量保護(hù)的范圍為[0-1000km]；

2)半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，單端量保護(hù)的范圍[0-500km]。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還進(jìn)一步提供了半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置，這些設(shè)備解決問(wèn)題的原理與半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法相似，該半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置主要包括計(jì)算模塊、確定模塊和判斷模塊，下面對(duì)上述三個(gè)模塊的功能作進(jìn)一步的具體介紹：

其中的計(jì)算模塊，主要用于確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，如果啟動(dòng)元件動(dòng)作，則需要根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流進(jìn)一步計(jì)算半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量；

其中的確定模塊，主要用于根據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量進(jìn)一步確定自由波能量；

其中的判斷模塊，主要用于判斷確定模塊確定的自由波能量是否大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值，如果自由波能量大于等于單端量保護(hù)判據(jù)定值，則表明半波長(zhǎng)輸電線路發(fā)生故障，單端量保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)半波長(zhǎng)輸電線路上故障的快速切除。

其中的計(jì)算模塊包括第一確定單元，所述第一確定單元確定的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)如下式：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)按下式計(jì)算：

δf(t)按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量；

其中的計(jì)算模塊還包括計(jì)算單元，計(jì)算單元根據(jù)半波長(zhǎng)輸電線路的單端相電流計(jì)算出的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量如下式：

其中，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，ia(t)、ib(t)、ic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

其中的確定模塊根據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算的半波長(zhǎng)輸電線路上電流的能量進(jìn)一步確定自由波能量具體過(guò)程如下：

根據(jù)f(t)確定如下式的自由波能量：

e＝∑|df(t)|＝∑|f(t+1)-f(t)|

其中，e表示自由波能量，df(t)表示相鄰時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量差，f(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量，f(t+1)按下式計(jì)算：

其中，ia(t+1)、ib(t+1)、ic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例2提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法，半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)為雙端量保護(hù)，如圖4，對(duì)于雙端量保護(hù)，從空間上將半波長(zhǎng)輸電線路可以分為近段(0-1000km)、中段(1000-2000km)和遠(yuǎn)段(2000-3000km)三部分(以半波長(zhǎng)輸電線路的m側(cè)保護(hù)為參考)，近段和遠(yuǎn)段包含半波長(zhǎng)輸電線路兩側(cè)出口，閉鎖式保護(hù)、測(cè)距式保護(hù)、允許式保護(hù)的保護(hù)范圍分別是線路近段、中段和遠(yuǎn)段，這三種保護(hù)的保護(hù)范圍相互銜接，覆蓋半波長(zhǎng)輸電線路全長(zhǎng)。本實(shí)施例提供的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法具體流程圖圖如5，具體包括以下步驟：

s201：確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若啟動(dòng)元件動(dòng)作則需要計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流；

s202：確定雙端量保護(hù)判據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流是否滿足雙端量保護(hù)判據(jù)，若是則雙端量保護(hù)動(dòng)作。

上述s201中，確定的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)如下式：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中的δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)和δf(t)分別按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量。

上述半波長(zhǎng)輸電線路的兩側(cè)分別設(shè)為m側(cè)和n側(cè)，m側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間和n側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間分別用tm和tn表示，時(shí)間間隔用δt表示，補(bǔ)償點(diǎn)距離m側(cè)的長(zhǎng)度用x表示，具體采用哪種雙端量保護(hù)分為以下三種情況：

1)閉鎖式保護(hù)的邏輯圖如圖6所示，若m側(cè)在tm+δt未收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，則雙端量保護(hù)采取閉鎖式保護(hù)，此時(shí)x＝0；m側(cè)方向元件判為正方向，閉鎖式保護(hù)動(dòng)作(n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)為閉鎖信號(hào))；

2)測(cè)距式保護(hù)的邏輯圖如圖7所示，若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足則雙端量保護(hù)采取測(cè)距式保護(hù)，其中l(wèi)set表示半波長(zhǎng)輸電線路的設(shè)定長(zhǎng)度，v光表示光速；

3)允許式保護(hù)的邏輯圖如圖8所示，若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足lset<x<l，則雙端量保護(hù)采取允許式保護(hù)，其中l(wèi)表示半波長(zhǎng)輸電線路的實(shí)際長(zhǎng)度。允許式保護(hù)的動(dòng)作邏輯為m側(cè)保護(hù)動(dòng)作，測(cè)距結(jié)果位于允許式保護(hù)范圍，且收到n側(cè)允許信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作。

具體的，針對(duì)于閉鎖式保護(hù)，近段(0-1000km)f1點(diǎn)(100km)發(fā)生故障，一次電磁波傳輸及通道傳輸時(shí)序如圖9所示，故障后一次電磁波傳輸?shù)絤側(cè)和n側(cè)，保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間分別為tm和tn，n側(cè)啟動(dòng)后將啟動(dòng)信號(hào)發(fā)向m側(cè)，m側(cè)啟動(dòng)后，經(jīng)tn-tm+20ms后會(huì)收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)(設(shè)通道延時(shí)為20ms)。若m側(cè)出口故障，tn-tm＝10ms，即m側(cè)啟動(dòng)后30ms收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)；

對(duì)于正向區(qū)外f2處故障(即故障發(fā)生在半波長(zhǎng)輸電線路外)，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后tm+δt內(nèi)可收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)。根據(jù)動(dòng)作邏輯，m側(cè)方向元件判斷為正方向，但是不滿足tm+δt內(nèi)未收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)，故m側(cè)閉鎖式保護(hù)不動(dòng)作。

對(duì)于反向區(qū)外f3處故障(即故障發(fā)生在半波長(zhǎng)輸電線路外)，一次電磁波傳輸及通道傳輸時(shí)序如圖10所示，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后，tm+δt內(nèi)未收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)動(dòng)作邏輯，不滿足方向元件正方向，故m側(cè)閉鎖式保護(hù)不動(dòng)作。

具體的，針對(duì)于測(cè)距式保護(hù)，辦波長(zhǎng)輸電線路中段f4點(diǎn)發(fā)生故障，一次電磁波傳輸及通道傳輸時(shí)序如圖11所示，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后tm+δt內(nèi)可收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)。利用兩側(cè)的啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)距，計(jì)算公式為：式中：v光為光速，3×10⁵km/s，x表示補(bǔ)償點(diǎn)到m側(cè)的距離。

測(cè)距式保護(hù)首端邊界為閉鎖式末端邊界即l首-測(cè)距＝l末-閉鎖，末端邊界l末-測(cè)距<3000km，計(jì)及測(cè)距誤差，l末-測(cè)距取2700km。

半波長(zhǎng)線路中段故障，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后30ms內(nèi)根據(jù)測(cè)距結(jié)果快速動(dòng)作，半波長(zhǎng)輸電線路正、反向區(qū)外故障時(shí)，測(cè)距結(jié)果分別為0或3000km，在測(cè)距式保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作。

具體的，針對(duì)于允許式保護(hù)，半波長(zhǎng)輸電線路末段f5點(diǎn)發(fā)生故障，一次電磁波傳輸及通道傳輸時(shí)序如圖12所示，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后tm+δt內(nèi)可收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)。n側(cè)保護(hù)動(dòng)作后向m側(cè)發(fā)送允許信號(hào)，若保護(hù)計(jì)算時(shí)間為10ms，m側(cè)在啟動(dòng)后陸續(xù)收到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)及允許信號(hào)。m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)，測(cè)距結(jié)果位于允許式保護(hù)范圍，且收到n側(cè)允許信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作。

反方向區(qū)外故障時(shí)，m側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后tm+δt內(nèi)收不到n側(cè)啟動(dòng)信號(hào)及允許信號(hào)，根據(jù)動(dòng)作邏輯，允許式保護(hù)不動(dòng)作。

正方向區(qū)外故障時(shí)，n側(cè)保護(hù)判斷為反方向故障，不發(fā)允許信號(hào)至m側(cè)，根據(jù)動(dòng)作邏輯，允許式保護(hù)不動(dòng)作。

上述s201中，根據(jù)下式計(jì)算閉鎖式補(bǔ)償點(diǎn)的電流：

其中，ix-表示補(bǔ)償點(diǎn)的m側(cè)電流，ix+表示補(bǔ)償點(diǎn)的n側(cè)電流，im表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，in表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，um表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，un表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，zc表示半波長(zhǎng)輸電線路的波阻抗，γ表示行波傳播速度。

上述s202中的雙端量保護(hù)判據(jù)具體如下式：

其中，k表示制動(dòng)系數(shù)，iset表示差流門檻值。

上述補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流的計(jì)算和雙端量保護(hù)判據(jù)對(duì)于雙端量保護(hù)中的閉鎖式保護(hù)、測(cè)距式保護(hù)、允許式保護(hù)都適用。

基于上述半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法，本發(fā)明實(shí)施例更提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置，兩者技術(shù)方案類似，其中的半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)為雙端量保護(hù)，該半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置裝置主要包括計(jì)算模塊和判斷模塊，下面對(duì)兩個(gè)模塊的功能分別進(jìn)行說(shuō)明：

其中的計(jì)算模塊，主要用于確定啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)，并根據(jù)啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)判斷啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，若是則計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流；

其中的判斷模塊，主要用于確定雙端量保護(hù)判據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)的兩側(cè)電流是否滿足雙端量保護(hù)判據(jù)，若是則雙端量保護(hù)動(dòng)作。

其中的計(jì)算模塊包括第一確定單元，第一確定單元用于確定如下式的啟動(dòng)元件動(dòng)作判據(jù)：

δf(t+1)-δf(t)＞δfset

其中，δfset表示啟動(dòng)元件整定值，δf(t)表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)表示表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的電流能量變化量，δf(t+1)和δf(t)分別按下式計(jì)算：

其中，δia(t+1)、δib(t+1)、δic(t+1)分別表示t+1時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量，δia(t)、δib(t)、δic(t)分別表示t時(shí)刻半波長(zhǎng)輸電線路的單端a、b、c相電流變化量。

上述的半波長(zhǎng)輸電線路的兩側(cè)分別設(shè)為m側(cè)和n側(cè)，m側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間和n側(cè)啟動(dòng)元件的動(dòng)作時(shí)間分別用tm和tn表示，時(shí)間間隔用δt表示，補(bǔ)償點(diǎn)距離m側(cè)的長(zhǎng)度用x表示，雙端量保護(hù)具體包括：

若m側(cè)在tm+δt未收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，則雙端量保護(hù)采取閉鎖式保護(hù)，此時(shí)x＝0；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足則雙端量保護(hù)采取測(cè)距式保護(hù)，其中l(wèi)set表示半波長(zhǎng)輸電線路的設(shè)定長(zhǎng)度，v光表示光速；

若m側(cè)在tm+δt收到n側(cè)發(fā)送的啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)，且滿足lset<x<l，則雙端量保護(hù)采取允許式保護(hù)，其中l(wèi)表示半波長(zhǎng)輸電線路的實(shí)際長(zhǎng)度。

上述的計(jì)算模塊還包括計(jì)算單元，該計(jì)算單元按下式計(jì)算閉鎖式補(bǔ)償點(diǎn)的電流：

其中，ix-表示補(bǔ)償點(diǎn)的m側(cè)電流，ix+表示補(bǔ)償點(diǎn)的n側(cè)電流，im表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，in表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電流，um表示半波長(zhǎng)輸電線路m側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，un表示半波長(zhǎng)輸電線路n側(cè)雙端量保護(hù)安裝處的電壓，zc表示半波長(zhǎng)輸電線路的波阻抗，γ表示行波傳播速度。

上述的判斷模塊包括第二確定單元，該第二確定單元確定的雙端量保護(hù)判據(jù)如下式：

其中，k表示制動(dòng)系數(shù)，iset表示差流門檻值。

實(shí)施例3

如圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)配置方法中，半波長(zhǎng)輸電線路保護(hù)包括單端量保護(hù)和雙端量保護(hù)，雙端量保護(hù)又進(jìn)一步包括閉鎖式保護(hù)、測(cè)距式保護(hù)和允許式保護(hù)。單端量保護(hù)和雙端量保護(hù)具有不同的保護(hù)范圍。

半波長(zhǎng)輸電線路兩端附近發(fā)生故障時(shí)，選擇單端量保護(hù)；雙端量保護(hù)因?yàn)榘碎]鎖式保護(hù)、測(cè)距式保護(hù)和允許式保護(hù)三種保護(hù)，且分別對(duì)應(yīng)于故障發(fā)生在半波長(zhǎng)輸電線路的近端、中段和遠(yuǎn)端的情況，所以雙端量保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)半波長(zhǎng)輸電線路全段發(fā)生故障時(shí)的配置。

為了描述的方便，以上所述裝置的各部分以功能分為各種模塊或單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)可以把各模塊或單元的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件或硬件中實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。