柔性直流输电线路单端量行波保护研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuechao002
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柔性直流输电在远离电网的大规模风、光能源的集中并网技术上具有显著优势,也是未来电网技术发展的趋势。截止2022年年初,我国已有舟山、厦门、张北、昆柳龙、如东等近十条柔性直流输电工程建成并投入运行。而现有柔性直流输电线路单端量保护对故障特征差异的分析仍较为简单,相应保护原理多建立在时域突变量或暂态高频量的分析上,耐受过渡电阻能力以及抗干扰能力较弱,难以满足实际工程运行的需要。为此,本文开展了柔性直流输电线路单端量行波保护的研究。主要研究内容包括:(1)针对现有单端量保护耐受过渡电阻能力弱的问题,提出了基于限流电抗器电压积分凹凸性的柔性直流输电线路单端量保护方法。分析区内外故障时限流电抗器一模电压积分的波形特征,揭示区内外故障时,一模故障电压积分具有显著的凹凸性差异且该波形特征基本不受过渡电阻影响,并利用积分算法定量衡量其差异,构造了一种基于限流电抗器电压积分的凹凸性的时域单端量保护,有效提升了单端量保护的耐受过渡电阻能力和抗干扰能力,通过仿真验证了所提算法的性能。(2)针对现有雷击干扰识别法硬件要求高或理论性不强的问题,提出了基于前行波波形特征的柔性直流输电线路单端量行波保护方法。利用双指数函数通式刻画不同故障行波、雷击干扰行波,并在此基础上分析前行波波形特征,提取能表征波头陡度和波尾下降的前行波波形特征实现区内故障的有效识别。所提方法理论可靠,相应判据实现简单大大降低了对数据处理的硬件要求,有效提升了现有单端量保护的抗雷击干扰能力。(3)针对端口故障下,以及近端/近对端的后续波头会对波形类保护产生不可忽视的影响的问题,提出了基于故障前行波极值时间的柔性直流线路单端量保护方法。给出端口故障以及近端/近对端故障的定义,并详细分析区外故障、线路端口故障以及近端或近对端故障时后续波头到达时的行波波形特征,在此基础上分析其对前行波极值时间的影响,利用故障电压幅值判据与极值时间判据的配合构成行波保护判据,解决了端口、近端或近对端故障下保护误动或拒动的问题,完善了现有波形类行波保护的理论且显著提升了该类保护的性能。
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