【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风电场送出线路保护领域，特别涉及一种全直流风电输电系统纵联保护方法及相关装置。
技术介绍
1、全直流风电输电系统可以有效解决风电交流集送引起的谐波谐振问题，逐渐成为未来风电并网技术的发展方向。在汇集线路发生高阻故障时主保护故障识别存在灵敏度降低问题，导致主保护拒动。电流纵联差动保护作为行波保护和微分欠压保护的后备保护，虽然不受过渡电阻的影响，但考虑直流线路传输距离长且全直流风电输电系统处于弱边界，需要考虑通过延迟闭锁或者利用边界特性来保证保护准确动作，导致有些纵联保护起不到对全直流风电系统送出线路的后备保护作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种全直流风电输电系统纵联保护方法及相关装置，以解决针对数据传输以及异常采样数据引起的直流输电线路传统后备保护方法的通信时间长和整定值需要仿真设定的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种全直流风电输电系统纵联保护方法，包括：
4、当直流线路发生故障时，对全直流风电输电系统送出线路保护安装处进行实时电流信号采集，对采集的电流信号进行解耦预处理得到线模电流行波；
5、根据得到线模电流行波，结合端口电压的变化，判断是否满足故障启动条件；计算电流的变化率，确定故障是否为正向故障；
6、正向故障下，对线路两端线模电流行波进行最小二乘法拟合，得到内部和外部故障情况下拟合电流前、反行波在两端的差异曲线特征；
8、进一步的，对全直流风电输电系统送出线路保护安装处进行实时电流信号采集，对采集的电流信号进行解耦预处理得到线模电流行波：
9、将故障后不对称正、负极电流信号通过相模变换，得到线模分量和零模分量，如下式所示：
10、
11、式中：i1为线模电流行波；ip、in为正、负极电流。
12、进一步的，根据得到线模电流行波，结合端口电压的变化，判断是否满足故障启动条件；计算电流的变化率，确定故障是否为正向故障：
13、
14、式中：δuset等于0.05un，un为直流线路额定电压；当di1/dt，表示测量点电流的变化率，若均满足则进行后续步骤，不满足则继续检测。
15、进一步的，正向故障下，对线路两端线模电流行波进行最小二乘法拟合：
16、区内故障时，两端保护安装处的初始电流前、反行波差值的特征如下：
17、
18、式中：γum表示m侧的电压折射系数；ρum表示m侧的电压反射系数；δi1表示初始电流行波；zc1和zc0分别表示线模波阻抗和零模波阻抗；leq和ceq分别为换流站等效电感和电容；ldc1和ldc2分别为送出线路两端限流电抗器；
19、使用一阶劳斯近似，将频域下的电流前、反行波差异δir12简化为：
20、
21、将上式的频域表达式通过反拉式变换得到δir12的时域表达式：
22、
23、将上式进行泰勒公式展开，电流前、反行波差值用二次函数来计算：
24、
25、另一侧保护安装处r21如上式所示：
26、
27、式中：δir12、δir21为区内直流线路测量点r12和r21处电流行波差异曲线；
28、区内故障线路两端测量点处的故障电流行波δir12、δir21整体符合二次函数曲线且开口方向向下。
29、进一步的，区外故障时，两端保护安装处的电流前、反行波差异曲线特征如下：
30、
31、使用一阶劳斯近似，将频域下的电流前、反行波差异δir21简化为：
32、
33、将上式的频域表达式通过反拉式变换得到δir21的时域表达式：
34、
35、将上式进行泰勒公式展开，发现电流前、反行波差值用二次函数来计算：
36、
37、另一侧保护安装处r21如上式所示：
38、
39、式中：δir12、δir21为区内直流线路测量点r12和r21处电流行波差异曲线；
40、正向区外故障，线路发生线路测量点r12处的故障电流差异曲线δir12符合二次函数曲线且整体开口方向向下；区内线路测量点r21处的故障电流行波差异曲线δir21符合二次函数曲线且整体开口方向向上；
41、反向区外故障时，两端保护安装处的电流前、反行波差异曲线特征如下：
42、
43、将上式的频域表达式通过反拉式变换得到δir21的时域表达式：
44、
45、将得到δir21的时域表达式进行泰勒公式展开，电流前、反行波差值用二次函数来计算：
46、
47、另一端测量点r21处的电流前、反行波差异曲线：
48、
49、反向区外故障，线路发生线路测量点r12处的故障电流差异曲线δir12符合二次函数曲线且整体开口方向向上；测量点r21处的故障电流行波差异曲线δir21符合二次函数曲线且整体开口方向向下。
50、进一步的，以外部故障处电流行波的计算值为标准，通过比较电流行波的拟合曲线和计算曲线的相似度来区分内部故障和外部故障：
51、通过比较拟合曲线与标准计算曲线相似度的正负识别区内、外故障；引入符号函数sgn，构造区内、外故障识别判据s，如下式所示：
52、
53、式中：kr12为区内测量点r12处故障电流行波的拟合曲线与计算曲线的相似度；kr21为测量点r21处故障电流行波的拟合曲线与计算曲线的相似度，为逻辑符号异或；kr12⊕kr21表示当kr12和kr21的两个值相同时，输出为0，当kr12和kr21的两个值不同时，输出为1。
54、进一步的，结合正、负极的故障电流聚集量之比进行故障选极：
55、当发生单极故障时，故障极的故障电流远大于健全极电流；相比较故障极，健全极上的故障电流波动较小，根据上述原理构建直流线路故障保护选极判据，定义正、负极故障电流聚集量之比w，w表示为：
56、
57、式中：δip、δin分别为正极、负极故障分量电流值；t为采样数据个数；故障极识别判别判据是：
58、
59、式中：选极标准的阈值设置通常需要考虑故障距离和过渡电阻的影响，并留有一定的裕度；门槛值wset1和wset2分别为1.6和0.8。
60、第二方面，本专利技术提供一种全直流风电输电系统纵联保护系统，包括：
61、数据采集模块，用于当直流线路发生故障时，对全直流风电输电系统送出线路保护安装处进行实时电流信号采集，对采集的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，对全直流风电输电系统送出线路保护安装处进行实时电流信号采集，对采集的电流信号进行解耦预处理得到线模电流行波：
3.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，根据得到线模电流行波，结合端口电压的变化，判断是否满足故障启动条件；计算电流的变化率，确定故障是否为正向故障：
4.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，正向故障下，对线路两端线模电流行波进行最小二乘法拟合：
5.根据权利要求4所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，区外故障时，两端保护安装处的电流前、反行波差异曲线特征如下：
6.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，以外部故障处电流行波的计算值为标准，通过比较电流行波的拟合曲线和计算曲线的相似度来区分内部故障和外部故障：
7.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护
8.一种全直流风电输电系统纵联保护系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种全直流风电输电系统纵联保护方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种全直流风电输电系统纵联保护方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，对全直流风电输电系统送出线路保护安装处进行实时电流信号采集，对采集的电流信号进行解耦预处理得到线模电流行波：
3.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，根据得到线模电流行波，结合端口电压的变化，判断是否满足故障启动条件；计算电流的变化率，确定故障是否为正向故障：
4.根据权利要求1所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，正向故障下，对线路两端线模电流行波进行最小二乘法拟合：
5.根据权利要求4所述的一种全直流风电输电系统纵联保护方法，其特征在于，区外故障时，两端保护安装处的电流前、反行波差异曲线特征如下：
6.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯俊杰，李攀龙，樊艳芳，宋国兵，高超，秦小华，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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