一种适应柔直接入的线路保护方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种适应柔直接入的线路保护方法及系统，包括内容：S1、采集线路保护装置安装处电流互感器的二次电流，并根据电流互感器二次电流，计算线路的差动电流及制动电流；S2、判断“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为设定切入值，若控制字为设定切入值，则扩展动作区功能投入，进入S3；否则扩展动作区功能退出，进入S4；S3、根据设定条件判断扩展动作区功能投入条件是否充分，若是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障；若扩展动作区功能投入条件不充分，进入S4；S4、若扩展动作区功能退出或者扩展动作区功能投入条件不充分，判断线路两侧差动电流和制动电流是否满足电流差动动作条件，如果是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障，否则保护返回。

A line protection method and system suitable for soft and direct access

【技术实现步骤摘要】
一种适应柔直接入的线路保护方法及系统
本专利技术是关于一种适应柔直接入的线路保护方法及系统，涉及电力系统

技术介绍
为解决日益严峻的化石能源危机和环境问题，风电、光伏等新能源发电技术迅速发展。截至2017年底，我国风电和光伏累计装机容量分别达到1.64亿kW和1.3亿kW，其中大部分通过场站汇集后经高压送出线路并网。送出线路继电保护正确动作对于规模化新能源电力安全及高效利用至关重要。柔直提供的短路电流受控制策略影响较大，可能造成线路两侧电流夹角为钝角，产生汲出电流的情况，造成差动电流下降，制动电流上升，在弱交流系统下，存在保护灵敏度不足的风险。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种适应柔直接入的线路保护方法系统，能够有效地提高差动灵敏度。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种适应柔直接入的线路保护方法，包括以下内容：S1、采集线路保护装置安装处电流互感器的二次电流，并根据电流互感器二次电流，计算线路的差动电流及制动电流；S2、判断“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为设定切入值，若控制字为设定切入值，则扩展动作区功能投入，进入S3；否则扩展动作区功能退出，进入S4；S3、根据设定条件判断扩展动作区功能投入条件是否充分，若是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障；若扩展动作区功能投入条件不充分，进入S4；S4、若扩展动作区功能退出或者扩展动作区功能投入条件不充分，判断线路两侧差动电流和制动电流是否满足电流差动动作条件，如果是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障，否则保护返回。进一步地，上述S3的具体过程为：S31、根据条件1判断差动电流及制动电流是否落入差动曲线扩展动作区，如果是，则进入S32；否则进入S4；S32、采取新的制动电流算法，制动电流取两侧电流标量的最大值，根据条件2判断是否仍能落入差动曲线的扩展动作区内，如果是，则进入S33；否则进入S4；S33、根据条件3判断两侧采样值的相关系数是否大于设定值，如果是，则判断为区内故障，保护动作跳闸切除故障；否则进入S4。进一步地，条件1具体为：ID﹥0.5*IHID﹥0.3IBID﹥0.5*(IB-5IH)+0.3*(IB-1.667IH)+IH式中：式中，ID为差动电流；IB为制动电流；IH为差动定值；为M侧电流；侧电流。进一步地，条件2具体为：ID﹥0.5*IHID﹥0.3IB2ID﹥0.5*(IB2-5IH)+0.3*(IB2-1.667IH)+IH式中：式中，ID为差动电流；IB2为新制动电流；IH:差动定值；M侧电流；N侧电流。进一步地，条件3具体为：线路两侧采样值相关系数大于设定值，其中，两侧采样值相关系数，用下式计算：式中，采集数据的数据窗内的采样点数为n；M侧检测到的电流记为iw＝{iw1,iw2…iwn}；N侧检测到的电流记为is＝{is1,is2,…isn}；r(iw,is)为两侧采样值相关系数其中，k和j为公式的中间参数，k和j的取值分别为1～n。进一步地，S4中的电流差动动作条件具体为：ID﹥IHID﹥0.6IBID﹥0.8*(IB-5IH)+0.6*(IB-1.667IH)+IH式中：式中，ID为差动电流；IB为制动电流；IH为差动定值；为M侧电流；为N侧电流。第二方面，本专利技术还提供一种适应柔直接入的线路保护系统，该系统包括：电流计算模块，用于采集线路保护装置安装处电流互感器的二次电流，并根据电流互感器二次电流，计算线路的差动电流及制动电流；控制字判断模块，用于判断“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为设定切入值，若控制字为设定切入值，则扩展动作区功能投入，否则扩展动作区功能退出；扩展动作区线路保护模块，用于对扩展动作区功能投入是否充分进行判断，并对条件充分的扩展动作区进行线路保护；差动保护动作区线路保护模块，用于对扩展动作区功能退出或者扩展动作区功能投入条件不充分的情况，根据线路两侧差动电流和制动电流的电流差动动作条件，进行线路保护。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下特点：本专利技术提供的适应柔直接入的线路保护方法，设置的扩展动作区能够有效提高灵敏度，解决柔直带来的汲出电流问题，而且本专利技术提出同时满足三个条件才判断为满足扩展动作区，可靠性高。附图说明图1为本实施例1的适应柔直接入的线路保护动作区示意图；图2为本实施例1的适应柔直接入的线路保护方法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使得本专利技术实施例的技术方案更加清楚，对本专利技术中使用的技术术语进行说明或定义。控制字：为控制某些功能的投入或退出，设置控制字，例如用户可以将控制字置1时表示投入该功能；用户将控制字置0时表示退出该功能。对于适应柔直接入的扩展动作区线路保护，设置“适应柔直接入的扩展动作区”控制字，当该控制字投入时，适应扩展动作区功能有效；当该控制字退出时，扩展动作区功能无效。电力系统的调度部门，可以按照具体系统要求，在弱交流系统时，对是否投入“适应柔直接入的扩展动作区”控制字进行控制。实施例1如图1、图2所示，本实施例提供的适应柔直接入的线路保护方法，主要思路为：动作元件的动作特性为现有差动保护动作区与扩展动作区取或逻辑，在距离保护中设置“适应柔直接入的扩展动作区”控制字，扩展动作区根据“适应柔直接入的扩展动作区”控制字的投退情况采用不同的动作特性方程和保护判据实现自适应保护，具体过程为：S1、采集线路保护装置安装处的电流互感器(CT)二次电流，包括A相电流、B相电流和C相电流；S2、根据二次电流，按照计算公式计算线路的差动电流及制动电流，进入S3；其中：式中，ID为差动电流；IB为制动电流；IH为差动定值；为线路M测电流；为线路N测电流；S3、判别“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为1，若控制字为1，则扩展动作区功能投入，进入S4；若控制字为0，则扩展动作区功能退出，进入S5；S4、根据设定条件判断扩展动作区功能投入条件是否充分，若是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障；若扩展动作区功能投入条件不充分，进入S4，具体为：S41、判断差动电流及制动电流是否落入差动曲线扩展动作区，如果是，则进入S42；否则进入S5，其中，差动曲线如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应柔直接入的线路保护方法，其特征在于包括以下内容：/nS1、采集线路保护装置安装处电流互感器的二次电流，并根据电流互感器二次电流，计算线路的差动电流及制动电流；/nS2、判断“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为设定切入值，若控制字为设定切入值，则扩展动作区功能投入，进入S3；否则扩展动作区功能退出，进入S4；/nS3、根据设定条件判断扩展动作区功能投入条件是否充分，若是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障；若扩展动作区功能投入条件不充分，进入S4；/nS4、若扩展动作区功能退出或者扩展动作区功能投入条件不充分，判断线路两侧差动电流和制动电流是否满足电流差动动作条件，如果是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障，否则保护返回。/n

【技术特征摘要】
1.一种适应柔直接入的线路保护方法，其特征在于包括以下内容：
S1、采集线路保护装置安装处电流互感器的二次电流，并根据电流互感器二次电流，计算线路的差动电流及制动电流；
S2、判断“适应柔直接入的扩展动作区”控制字是否为设定切入值，若控制字为设定切入值，则扩展动作区功能投入，进入S3；否则扩展动作区功能退出，进入S4；
S3、根据设定条件判断扩展动作区功能投入条件是否充分，若是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障；若扩展动作区功能投入条件不充分，进入S4；
S4、若扩展动作区功能退出或者扩展动作区功能投入条件不充分，判断线路两侧差动电流和制动电流是否满足电流差动动作条件，如果是，则确定为区内故障，保护动作跳闸，切除故障，否则保护返回。


2.根据权利要求1所述的适应柔直接入的线路保护方法，其特征在于，上述S3的具体过程为：
S31、根据条件1判断差动电流及制动电流是否落入差动曲线扩展动作区，如果是，则进入S32；否则进入S4；
S32、采取新的制动电流算法，制动电流取两侧电流标量的最大值，根据条件2判断是否仍能落入差动曲线的扩展动作区内，如果是，则进入S33；否则进入S4；
S33、根据条件3判断两侧采样值的相关系数是否大于设定值，如果是，则判断为区内故障，保护动作跳闸切除故障；否则进入S4。


3.根据权利要求2所述的适应柔直接入的线路保护方法，其特征在于，条件1具体为：
ID﹥0.5*IH
ID﹥0.3IB
ID﹥0.5*(IB-5IH)+0.3*(IB-1.667IH)+IH
式中：



式中，ID为差动电流；IB为制动电流；IH为差动定值；为M侧电流；N侧电流。


4.根据权利要求2所述的适应柔直接入的线路保护方法，其特征在于，条件2具体为：
ID﹥0.5*IH
ID﹥0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖，肖智宏，宋璇坤，高旭，申洪明，李铁臣，苏毅，王紫琪，张祥龙，陈炜，杜娜，杜兆强，范登博，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网经济技术研究院有限公司，国网冀北电力有限公司，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11