基于边界特性的多端柔性直流电网系统单端量保护方法

摘要

本发明公开了一种基于边界特性的多端柔性直流电网系统单端量保护方法，首先采用小波分解提取出故障电流中的高频分量；计算出故障电流的高频暂态能量E_j和平波电抗器上的压降V_L；然后利用平波电抗器上的压降V_L判断故障方向；如果判断出正方向无故障，则退出故障保护流程；如果判断出有正方向故障，进一步利用高频暂态能量E_j判据判断区内是否存在故障；如果满足E_j＞E_set判定为区内故障，执行故障保护动作；否则，判定为区内无故障，退出故障保护流程。与现有技术相比，本发明能够在几个毫秒内实现故障的快速识别，保护动作速度快；并且仅采取本端电气量进行故障判断、识别，无需和其他换流站通信，节约成本；具有较强的抗过渡电阻能力，保护适用性强。

主权项

一种基于边界特性的多端柔性直流电网系统单端量保护方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤(101)、首先采用小波分解提取出故障电流中的高频分量，采用Mallat算法对故障电流离散信号进行分解：$\left\{\begin{array}{c}{a}_j\left(k\right)=\underset{n}{\Sigma }{a}_{j-1}\left(n\right)h_0(n-2k)\\ d_j\left(k\right)=\underset{n}{\Sigma }{a}_{j-1}\left(n\right)h_1(n-2k)\end{array}\right.$式中，h₀、h₁分别为低通滤波器和高通滤波器，a_j(k)和d_j(k)是对第j‑1层平滑逼近系数a_j‑1(k)分解得到的低频段和高频段信号。步骤(102)、计算出故障电流的高频暂态能量E_j和平波电抗器上的压降V_L；利用步骤(101)中计算得到的故障信号第j层高频段信号d_j(k)计算高频能量：$E_j=\underset{k}{\Sigma }|d_j\left(k\right){|}^2$式中，E_j为故障信号中第j层的高频能量；通过以下公式计算平波电抗器上的压降V_L：$V_L=L_r\frac{di}{dt}$式中，L_r为平波电抗器电感值，i为故障电流，t为时间；步骤(103)、利用平波电抗器上的压降V_L判断故障方向；步骤(104)、如果不满足V_L>V_set，则判断正方向无故障，退出故障保护流程，其中V_set为方向元件判据的门槛值；步骤(105)、如果满足V_L>V_set，判断有正方向故障，进一步利用高频暂态能量E_j判据判断区内是否存在故障；步骤(106)、如果满足E_j＞E_set判定为区内故障，执行故障保护动作；步骤(107)、否则，判定为区内无故障，退出故障保护流程。