CN108199358B - 一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及*** - Google Patents

一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及***，采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到。本发明解决了含UPFC线路的距离保护I段、II段、III段的适应性问题，确保距离保护动作行为的准确性。

Description

一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及***
技术领域
本发明涉及电力***继电保护技术领域，具体涉及一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及***。
背景技术
统一潮流控制器(UPFC)可以看作是由一台静止同步串联补偿器(SSSC)装置和一台静止同步补偿器(STATCOM)装置并联构成的。UPFC具有快速、连续、准确的调控能力，可以实现对电力***电压、线路阻抗、相位角的连续调节控制，在提高***稳定性、调整线路潮流、稳定功率因数、降低网络损耗方面有较好的表现，受到电力***研究人员的广泛关注，并已经获得相关工程应用。
但由于UPFC可以动态地改变线路阻抗，故不可避免地会给距离保护带来新的挑战，按照传统的距离保护整定方法不能再保证动作的正确性。当UPFC限制线路功率时，等效阻抗呈现感性，这将使测量阻抗变大，距离保护可能出现拒动；当UPFC提升***功率时呈现容性，这将使测量阻抗变小，距离保护可能出现误动。
目前对含UPFC线路的适应性距离保护方案的研究主要集中在利用通信***进行两侧电压电流相量同步的距离保护方案，但目前电力***通信装置条件有限，为基于相量同步的适应性距离保护方法的实现带来了一定困难。也有学者提出了一种基于R-L微分模型的利用单端信息量的距离保护算法，其动作行为不受故障期间UPFC运行特性改变的电压电流量的稳态分量和暂态分量影响。但此算法仅对于距离保护I段进行了改进。因此，基于目前电力***的通信条件，仍然存在UPFC线路的距离保护I段、II段、III段的适应性问题。
发明内容
为解决上述含UPFC线路的距离保护I段、II段、III段的适应性问题，本发明的目的是提供一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法及***，解决了单端量的含UPFC线路的主后备线路的距离保护I段、II段、III段的适应性问题，确保距离保护动作行为的准确性。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法，其改进之处在于：
采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到。
进一步地：所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；
所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
进一步地：所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到，包括：
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI；
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII；
按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII；
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII；
按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII。
进一步地：所述故障分析模型的建立过程包括：
在统一潮流控制器输电线路出口设置故障点；
获取统一潮流控制器输电线路故障点的历史串联注入电压；
将所述串联注入电压相量转化为用于描述故障分析模型的时间函数。
进一步地：所述描述故障分析模型的时间函数用下式表示：
Figure BDA0001556920990000021
其中：
Figure BDA0001556920990000022
为时间函数；Use(t)表示串联注入电压相量幅值；∠θ(t)表示串联注入电压相量相角。
进一步地：所述获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，包括：
将历史串联注入电压等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的历史测量阻抗集合；其中，UseN为UPFC串联注入电压的最大幅值。
进一步地：所述采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI，包括：
将时间函数
Figure BDA0001556920990000031
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的第一测量阻抗集合，从测量阻抗集合中选取第一最小测量阻抗ZLminI；
根据所述第一最小测量阻抗ZLminI计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护I段的整定值，用下式表示ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中KrelI为第一可靠系数。
进一步地：所述采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII，包括：
在预先设定下级线路距离保护I段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000032
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第二测量阻抗集合，从所述第二测量阻抗集合中选取第二最小测量阻抗ZLminII；
根据所述第二最小测量阻抗ZLminII计算统一潮流控制器的输电线路距离保护II段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中KrelII为第二可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，包括：
在预先设定下级线路距离保护II段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000033
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第三测量阻抗集合，从第三测量阻抗集合中选取第三最小测量阻抗ZLminIII；
根据所述第三最小测量阻抗ZLminII计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护III段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中KrelIII为第三可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII，用下式表示：
ZsetII＝K(ZL+Z5setI)
其中：ZL为不包含统一潮流控制器的输电线路全长阻抗，Z5setI为预先设定下级线路距离保护II段整定值；K表示距离保护II段的可靠系数。
进一步地：按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII，用下式表示：ZsetIII＝ZLmin/K’；
其中：K’为距离保护III段可靠系数，取值为0.7；ZLmin为不包含统一潮流控制器的输电线路最小负荷阻抗。
进一步地：所述采集输电线路故障点的电压和电流，计算故障点的测量阻抗包括：通过输电线路母线侧电压互感器PT采集电压量Um，通过输电线路电流互感器CT采集电流量Im，所述测量阻抗表示为Zm＝Um/Im。
进一步地：所述距离保护I段、II段和III段根据所述计算出来的整定值执行相应的动作，包括：
所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作；
所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作；
所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作。
进一步地：所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作，包括：
将所述测量阻抗与所述距离保护I段的整定值对比，若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，距离保护I段保护动作；反之，距离保护I段不动作。
进一步地：所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作，包括：
若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离保护II段动作出口；
若测量阻抗大于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，且小于距离保护III段辅助判据Z’setIII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用通信通道向统一潮流控制器保护发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于距离保护II段的整定值ZsetII，满足距离保护II段整定值的动作判据Zm<ZsetII，则距离保护II段保护动作；反之，不动作。
进一步地：所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作，包括：
若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，满足距离III段辅助判据整定值，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离保护III段保护动作；
若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，不满足距离III段辅助判据整定值时，则经t’III延时后利用通信通道向统一潮流控制器发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于计算得到的距离保护II段的整定值ZsetIII，满足距离保护III段整定值的动作判据Zm<ZsetIII，则距离保护III段保护动作；反之，不动作。
本发明还提供一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护***，其改进之处在于：
采集模块，用于采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
保护模块，用于将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
建立模块，用于预先建立所述故障分析模型；
获取模块，用于获取统一潮流控制器的历史测量阻抗集合；
计算模块，用于通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值。。
进一步地：所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；
所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
进一步地：所述计算模块，包括：
第一计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI；
第二计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII；
第三计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII；
第四计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII；
第五计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII。
进一步地：所述建立模块包括：
设置单元，用于在统一潮流控制器输电线路出口设置故障点；
获取单元，用于获取统一潮流控制器输电线路故障点的历史串联注入电压；
转化单元，用于将所述串联注入电压相量转化为用于描述故障分析模型的时间函数。
进一步地：所述描述故障分析模型的时间函数用下式表示：
Figure BDA0001556920990000061
其中：
Figure BDA0001556920990000062
为时间函数；Use(t)表示串联注入电压相量幅值；∠θ(t)表示串联注入电压相量相角。
进一步地：所述第一计算单元，包括：
第一选取子单元，用于将时间函数
Figure BDA0001556920990000063
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的第一测量阻抗集合，从测量阻抗集合中选取第一最小测量阻抗ZLminI；
第一确定子单元，用于根据所述第一最小测量阻抗ZLminI计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护I段的整定值，用下式表示ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中KrelI为第一可靠系数。
进一步地：所述第二计算单元，包括：
第二选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护I段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000064
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第二测量阻抗集合，从所述第二测量阻抗集合中选取第二最小测量阻抗ZLminII；
第二确定子单元，用于根据所述第二最小测量阻抗ZLminII计算统一潮流控制器的输电线路距离保护II段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中KrelII为第二可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述第三计算单元，包括：
第三选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护II段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000065
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第三测量阻抗集合，从第三测量阻抗集合中选取第三最小测量阻抗ZLminIII；
第三确定子单元，用于根据所述第三最小测量阻抗ZLminII计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护III段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中KrelIII为第三可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII，用下式表示：
ZsetII＝K(ZL+Z5setI)
其中：ZL为不包含统一潮流控制器的输电线路全长阻抗，Z5setI为预先设定下级线路距离保护II段整定值；K表示距离保护II段的可靠系数。
进一步地：按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII，用下式表示：ZsetIII＝ZLmin/K’；
其中：K’为距离保护III段可靠系数，取值为0.7；ZLmin为不包含统一潮流控制器的输电线路最小负荷阻抗。
进一步地：所述采集模块包括：
第一收集单元，用于通过输电线路母线侧电压互感器PT采集电压量Um，
第二收集单元，用于通过输电线路电流互感器CT采集电流量Im，
所述测量阻抗表示为Zm＝Um/Im。
进一步地：所述保护模块，包括：
第一执行单元，用于所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作；
第二执行单元，用于所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作；
第三执行单元，用于所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作。
进一步地：所述第一执行单元，还用于：
将所述测量阻抗与所述距离保护I段的整定值对比，若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，距离保护I段保护动作；反之，距离保护I段不动作。
进一步地：所述第二执行单元，包括：
第一比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离保护II段动作出口；
第二比较子单元，用于若测量阻抗大于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，且小于距离保护III段辅助判据Z’setIII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用通信通道向统一潮流控制器保护发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于距离保护II段的整定值ZsetII，满足距离保护II段整定值的动作判据Zm<ZsetII，则距离保护II段保护动作；反之，不动作。
进一步地：所述第三执行单元，包括：
第三比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，满足距离III段辅助判据整定值，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离保护III段保护动作；
第四比较子单元，用于若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，不满足距离III段辅助判据整定值时，则经t’III延时后利用通信通道向统一潮流控制器发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于计算得到的距离保护II段的整定值ZsetIII，满足距离保护III段整定值的动作判据Zm<ZsetIII，则距离保护III段保护动作；反之，不动作。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：
本发明提出含统一潮流控制器UPFC线路的故障分析模型，采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，执行相应的距离保护动作；所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到。计算预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值，利用现有含UPFC线路的通信条件，保证距离保护动作行为的正确性，此适应性距离保护方法可靠解决了单端量的含UPFC线路的主后备线路的适应性问题，确保距离保护动作行为的准确性。
计算预先设定的输电线路整定值包括计算距离I段、II段、III段整定值，对于距离后备段，添加辅助判据，解决了目前含UPFC线路的距离保护主后备线路的距离保护I段、II段、III段适应性问题。
附图说明
图1是本发明提供的含UPFC线路的双端电源***结构图；
图2是本发明提供的含UPFC线路的故障分析模型结构图；
图3是本发明提供的适应性距离保护工作简易流程图；
图4是本发明提供的适应性距离保护工作详细流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
实施例一、
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：建立含UPFC***的故障分析模型，对距离保护I段、II段和III段进行离线整定，并在距离后备段添加辅助判据，利用现有通信通道联动UPFC***，以解决含UPFC***的距离保护适应性问题，确保距离保护动作行为的准确性。距离II段和距离III段均有辅助判据和保护判据两种。II段、III段的保护判据就是可靠系数分别为K、K’的那两个判据。本发明的创新在于多了两个辅助判据，而辅助判据的定值是根据我们提出的故障分析模型离线计算出来的，这几个辅助判据的定值考虑了UPFC接入后的极端情况，因此可以增强距离保护在UPFC接入情况下的适应性。本发明的简易流程图和详细流程图分别如图3和4所示，所述方法包含以下步骤：
S11、采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
S12、将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到。
所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到，包括：
(1)建立含UPFC***的故障分析模型；其结构图如图2所示。
(2)采用故障分析模型，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离I段整定值ZsetI；
(3)采用故障分析模型，计算下级线路距离I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离II段辅助判据定值Z’setII；
(4)按输电线路不含UPFC考虑，计算距离II段整定值ZsetII；
(5)采用故障分析模型，计算下级线路距离II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离III段辅助判据定值Z’setIII；
(6)按输电线路不含UPFC考虑，计算距离III段整定值ZsetIII；
(7)该侧距离保护装置测量电压和电流，故障发生后启动元件动作，并计算测量阻抗Zm；
(8)若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，保护动作；反之，距离保护I段不动作；
(9)若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，即满足距离II段辅助判据1，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离II段动作出口；若测量阻抗大于II段辅助判据定值Z’setII，且小于III段辅助判据Z’setIII，即满足距离II段辅助判据2，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用现有通信通道向UPFC保护发联动信号从而将UPFC从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于步骤(4)计算得到的整定值ZsetII。若满足距离II段动作判据Zm<ZsetII，则距离II段立即动作出口，反之不动作。
(10)若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，即满足距离III段辅助判据1，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离III段动作出口；若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，即不满足距离III段辅助判据1时，则经t’III延时后利用现有通信通道向UPFC发联动信号从而将UPFC从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于步骤(6)计算得到的整定值ZsetIII。若满足距离III段动作判据Zm<ZsetIII，则距离III段立即动作出口，反之不动作。
所述步骤(1)中含UPFC***的故障分析模型为：将具有实时性、快速性和非线性特性的UPFC串联注入电压
Figure BDA0001556920990000101
设为时间的函数，
Figure BDA0001556920990000102
每时刻的电压值
Figure BDA0001556920990000103
在该时刻认为是恒压源，故每时刻的UPFC***可视为线性网络。同一故障点下，将
Figure BDA0001556920990000104
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，可获得线性网络下的测量阻抗的集合。
进一步的，所述步骤(2)中距离I段整定值ZsetI的整定方法为：在下级线路出口设置故障，将
Figure BDA0001556920990000111
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminI。距离保护I段整定为ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中可靠系数KrelI一般取为80％～85％。
所述步骤(3)中距离II段辅助判据整定值Z’setII的整定方法为：在下级线路距离I段保护范围末端设置故障，将
Figure BDA0001556920990000112
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminII。距离II段辅助判据整定值整定为Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中可靠系数KrelII一般取为80％～85％。
所述步骤(4)中距离II段整定值ZsetII的整定方法为：按照不包含UPFC的传统输电线路进行整定，ZsetII＝K(ZL+Z5setI)，可靠系数K可取0.8，ZL为本线路全长阻抗，Z5setI为下级线路距离I段定值。
所述步骤(5)中距离III段辅助判据整定值Z’setIII的整定方法为：在下级线路距离II段保护范围末端设置故障，将
Figure BDA0001556920990000113
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminIII。距离III段辅助判据整定值整定为Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中可靠系数KrelIII一般取为80％～85％。
所述步骤(6)中距离III段整定值ZsetIII的整定方法为：按照不包含UPFC的传统输电线路进行整定，ZsetIII＝ZLmin/K’，系数K’小于等于0.7，ZLmin为线路最小负荷阻抗。
所述步骤(7)中电压量Um以及电流量Im的采集方法为：电压量取母线侧PT，电流量取线路CT。测量阻抗计算公式为Zm＝Um/Im。
所述步骤(9)中UPFC联动信号延时t’II的计算公式为：t’II＝tII-ΔtII，tII为传统距离保护II段动作延时，一般取为0.5s；为确保判断是否满足距离II段动作判据时，UPFC已完全从***隔离，考虑UPFC保护接收到联动信号后的动作时间以及开关动作时间，ΔtII取为80ms。
所述步骤(10)中UPFC联动信号延时t’III的计算公式为：t’III＝tIII-ΔtIII，tIII为传统距离保护III段动作延时，一般取为1s；为确保判断是否满足距离III段动作判据时，UPFC已完全从***隔离，考虑UPFC保护接收到联动信号后的动作时间以及开关动作时间，ΔtIII取为80ms。
实施例二、
本发明方法实施例的含UPFC输电线路的适应性距离保护方法用于含UPFC的双端电源***中。含UPFC线路的双端电源***如图1所示，含UPFC线路的故障分析模型如图2所示，所提适应性距离保护工作流程如图3所示，方法包括以下步骤：
(1)建立含UPFC***的故障分析模型；
将具有实时性、快速性和非线性特性的UPFC串联注入电压
Figure BDA0001556920990000121
设为时间的函数，
Figure BDA0001556920990000122
每时刻的电压值
Figure BDA0001556920990000123
在该时刻认为是恒压源，故每时刻的UPFC***可视为线性网络。受UPFC换流器三相平衡控制策略影响，UPFC串联注入电压源三相对称，A、B、C三相电压幅值相等，相角互差120°。同一故障点下，将
Figure BDA0001556920990000124
等效为三相对称恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，可获得线性网络下的测量阻抗的集合。
(2)采用故障分析模型，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离I段整定值ZsetI；
在下级线路出口设置故障，将
Figure BDA0001556920990000125
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminI。距离保护I段整定值ZsetI计算公式为ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中可靠系数KrelI一般取为80％～85％。
(3)采用故障分析模型，计算下级线路距离I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离II段辅助判据定值Z’setII；
在下级线路距离I段保护范围末端设置故障，将
Figure BDA0001556920990000126
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminII。距离II段辅助判据整定值整定为Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中可靠系数KrelII一般取为80％～85％。
(4)按输电线路不含UPFC考虑，计算距离II段整定值ZsetII；
按照不包含UPFC的传统输电线路进行整定，ZsetII＝K(ZL+Z5setI)，可靠系数K可取0.8，ZL为本线路全长阻抗，Z5setI为下级线路距离I段定值。
(5)采用故障分析模型，计算下级线路距离II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离III段辅助判据定值Z’setIII；
在下级线路距离II段保护范围末端设置故障，将
Figure BDA0001556920990000127
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的测量阻抗集合，选取最小测量阻抗ZLminIII。距离III段辅助判据整定值整定为Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中可靠系数KrelIII一般取为80％～85％。
(6)按输电线路不含UPFC考虑，计算距离III段整定值ZsetIII；
按照不包含UPFC的传统输电线路进行整定，ZsetIII＝ZLmin/K’，系数K’小于等于0.7，ZLmin为线路最小负荷阻抗。
(7)该侧距离保护装置测量电压和电流，故障发生后启动元件动作，并计算测量阻抗Zm；
电压量取自母线侧PT，电流量取自线路CT。测量阻抗计算公式为Zm＝Um/Im。
(8)若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，保护动作；反之，距离保护I段不动作；
(9)若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，即满足距离II段辅助判据1，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离II段动作出口；若测量阻抗大于II段辅助判据定值Z’setII，且小于III段辅助判据Z’setIII，即满足距离II段辅助判据2，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用现有通信通道向UPFC保护发联动信号从而将UPFC从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于步骤(4)计算得到的整定值ZsetII。若满足距离II段动作判据Zm<ZsetII，则距离II段立即动作出口，反之不动作。
其中t’II＝tII-ΔtII，tII为传统距离保护II段动作延时，一般取为0.5s；为确保判断是否满足距离II段动作判据时，UPFC已完全从***隔离，考虑UPFC保护接收到联动信号后的动作时间以及开关动作时间，ΔtII取为80ms。
(10)若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，即满足距离III段辅助判据1，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离III段动作出口；若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，即不满足距离III段辅助判据1时，则经t’III延时后利用现有通信通道向UPFC发联动信号从而将UPFC从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于步骤(6)计算得到的整定值ZsetIII。若满足距离III段动作判据Zm<ZsetIII，则距离III段立即动作出口，反之不动作。
其中t’III＝tIII-ΔtIII，tIII为传统距离保护III段动作延时，一般取为1s；为确保判断是否满足距离III段动作判据时，UPFC已完全从***隔离，考虑UPFC保护接收到联动信号后的动作时间以及开关动作时间，ΔtIII取为80ms。
实施例三、
基于同样的发明构思，本发明还提供一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护***，其改进之处在于：
采集模块，用于采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
保护模块，用于将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
建立模块，用于预先建立所述故障分析模型；
获取模块，用于获取统一潮流控制器的历史测量阻抗集合；
计算模块，用于通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值。
进一步地：所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；
所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
进一步地：所述计算模块，包括：
第一计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI；
第二计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII；
第三计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII；
第四计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII；
第五计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII。
进一步地：所述建立模块包括：
设置单元，用于在统一潮流控制器输电线路出口设置故障点；
获取单元，用于获取统一潮流控制器输电线路故障点的历史串联注入电压；
转化单元，用于将所述串联注入电压相量转化为用于描述故障分析模型的时间函数。
进一步地：所述描述故障分析模型的时间函数用下式表示：
Figure BDA0001556920990000151
其中：
Figure BDA0001556920990000152
为时间函数；Use(t)表示串联注入电压相量幅值；∠θ(t)表示串联注入电压相量相角。
进一步地：所述第一计算单元，包括：
第一选取子单元，用于将时间函数
Figure BDA0001556920990000153
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的第一测量阻抗集合，从测量阻抗集合中选取第一最小测量阻抗ZLminI；
第一确定子单元，用于根据所述第一最小测量阻抗ZLminI计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护I段的整定值，用下式表示ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中KrelI为第一可靠系数。
进一步地：所述第二计算单元，包括：
第二选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护I段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000154
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第二测量阻抗集合，从所述第二测量阻抗集合中选取第二最小测量阻抗ZLminII；
第二确定子单元，用于根据所述第二最小测量阻抗ZLminII计算统一潮流控制器的输电线路距离保护II段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中KrelII为第二可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述第三计算单元，包括：
第三选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护II段末端设置故障，将时间函数
Figure BDA0001556920990000155
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第三测量阻抗集合，从第三测量阻抗集合中选取第三最小测量阻抗ZLminIII；
第三确定子单元，用于根据所述第三最小测量阻抗ZLminII计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护III段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中KrelIII为第三可靠系数，取值为80％～85％。
进一步地：所述按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII，用下式表示：
ZsetII＝K(ZL+Z5setI)
其中：ZL为不包含统一潮流控制器的输电线路全长阻抗，Z5setI为预先设定下级线路距离保护II段整定值；K表示距离保护II段的可靠系数。
进一步地：按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII，用下式表示：ZsetIII＝ZLmin/K’；
其中：K’为距离保护III段可靠系数，取值为0.7；ZLmin为不包含统一潮流控制器的输电线路最小负荷阻抗。
进一步地：所述采集模块包括：
第一收集单元，用于通过输电线路母线侧电压互感器PT采集电压量Um，
第二收集单元，用于通过输电线路电流互感器CT采集电流量Im，
所述测量阻抗表示为Zm＝Um/Im。
进一步地：所述保护模块，包括：
第一执行单元，用于所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作；
第二执行单元，用于所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作；
第三执行单元，用于所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作。
进一步地：所述第一执行单元，还用于：
将所述测量阻抗与所述距离保护I段的整定值对比，若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，距离保护I段保护动作；反之，距离保护I段不动作。
进一步地：所述第二执行单元，包括：
第一比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离保护II段动作出口；
第二比较子单元，用于若测量阻抗大于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，且小于距离保护III段辅助判据Z’setIII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用通信通道向统一潮流控制器保护发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于距离保护II段的整定值ZsetII，满足距离保护II段整定值的动作判据Zm<ZsetII，则距离保护II段保护动作；反之，不动作。
进一步地：所述第三执行单元，包括：
第三比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，满足距离III段辅助判据整定值，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离保护III段保护动作；
第四比较子单元，用于若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，不满足距离III段辅助判据整定值时，则经t’III延时后利用通信通道向统一潮流控制器发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于计算得到的距离保护II段的整定值ZsetIII，满足距离保护III段整定值的动作判据Zm<ZsetIII，则距离保护III段保护动作；反之，不动作。
本发明的主要构思是1，将UPFC注入电压等效为三相对称恒压源，其幅值在0～UseN内变化，相角在0～360°内变化，同一故障点下，计算UPFC注入恒压源幅值和相角在范围内变化时的测量阻抗集合，选取测量阻抗最小值，从而计算离线整定值；2，距离后备段添加辅助判据，通过现有的通信条件联动UPFC保护。本发明不受上面实施例的限制，实施例中涉及的UPFC注入恒压源幅值相角的计算间隔、整定值计算公式、辅助判据定值计算公式、UPFC联动判据等，作为其他实施方式，均可以采用现有技术中的其他具体公式进行替换。本发明的保护范围以权利要求为准。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (26)

1.一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护方法，其特征在于：
采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到；
所述故障分析模型的建立过程包括：
在统一潮流控制器输电线路出口设置故障点；
获取统一潮流控制器输电线路故障点的历史串联注入电压；
将所述串联注入电压相量转化为用于描述故障分析模型的时间函数；
所述描述故障分析模型的时间函数用下式表示：
Figure FDA0003661622330000011
其中：
Figure FDA0003661622330000012
为时间函数；Use(t)表示串联注入电压相量幅值；∠θ(t)表示串联注入电压相量相角；
距离保护I段、距离保护II段和距离保护III段根据所述计算出来的整定值执行相应的动作，包括：
所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作；
所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作；
所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作。
2.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；
所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
3.如权利要求2所述的距离保护方法，其特征在于：所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算得到，包括：
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI；
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII；
按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII；
采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII；
按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII。
4.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，包括：
将历史串联注入电压等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的历史测量阻抗集合；其中，UseN为UPFC串联注入电压的最大幅值。
5.如权利要求3所述的距离保护方法，其特征在于：所述采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI，包括：
将故障分析模型的时间函数
Figure FDA0003661622330000021
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的第一测量阻抗集合，从测量阻抗集合中选取第一最小测量阻抗ZLminI；
根据所述第一最小测量阻抗ZLminI计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护I段的整定值，用下式表示ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中KrelI为第一可靠系数。
6.如权利要求3所述的距离保护方法，其特征在于：所述采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII，包括：
在预先设定下级线路距离保护I段末端设置故障，将时间函数
Figure FDA0003661622330000022
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第二测量阻抗集合，从所述第二测量阻抗集合中选取第二最小测量阻抗ZLminII；
根据所述第二最小测量阻抗ZLminII计算统一潮流控制器的输电线路距离保护II段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中KrelII为第二可靠系数，取值为80％～85％。
7.如权利要求3所述的距离保护方法，其特征在于：所述采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，包括：
在预先设定下级线路距离保护II段末端设置故障，将时间函数
Figure FDA0003661622330000031
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第三测量阻抗集合，从第三测量阻抗集合中选取第三最小测量阻抗ZLminIII；
根据所述第三最小测量阻抗ZLminII计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护III段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中KrelIII为第三可靠系数，取值为80％～85％。
8.如权利要求3所述的距离保护方法，其特征在于：所述按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII，用下式表示：
ZsetII＝K(ZL+Z5setI)
其中：ZL为不包含统一潮流控制器的输电线路全长阻抗，Z5setI为预先设定下级线路距离保护II段整定值；K表示距离保护II段的可靠系数。
9.如权利要求3所述的距离保护方法，其特征在于：按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII，用下式表示：ZsetIII＝ZLmin/K’；
其中：K’为距离保护III段可靠系数，取值为0.7；ZLmin为不包含统一潮流控制器的输电线路最小负荷阻抗。
10.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述采集输电线路故障点的电压和电流，计算故障点的测量阻抗包括：通过输电线路母线侧电压互感器PT采集电压量Um，通过输电线路电流互感器CT采集电流量Im，所述测量阻抗表示为Zm＝Um/Im。
11.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作，包括：
将所述测量阻抗与所述距离保护I段的整定值对比，若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，距离保护I段保护动作；反之，距离保护I段不动作。
12.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作，包括：
若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离保护II段动作出口；
若测量阻抗大于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，且小于距离保护III段辅助判据Z’setIII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用通信通道向统一潮流控制器保护发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于距离保护II段的整定值ZsetII，满足距离保护II段整定值的动作判据Zm<ZsetII，则距离保护II段保护动作；反之，不动作。
13.如权利要求1所述的距离保护方法，其特征在于：所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作，包括：
若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，满足距离III段辅助判据整定值，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离保护III段保护动作；
若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，不满足距离III段辅助判据整定值时，则经t’III延时后利用通信通道向统一潮流控制器发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于计算得到的距离保护II段的整定值ZsetIII，满足距离保护III段整定值的动作判据Zm<ZsetIII，则距离保护III段保护动作；反之，不动作。
14.一种含统一潮流控制器输电线路的距离保护***，其特征在于：
采集模块，用于采集输电线路故障点的电压和电流计算故障点的测量阻抗；
保护模块，用于将所述故障点的测量阻抗与预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值进行比较，并执行相应的距离保护动作；
建立模块，用于预先建立故障分析模型；
获取模块，用于获取统一潮流控制器的历史测量阻抗集合；
计算模块，用于通过预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合计算所述预先设定的输电线路整定值和辅助判据定值；
所述故障分析模型的时间函数用下式表示：
Figure FDA0003661622330000041
其中：
Figure FDA0003661622330000042
为时间函数；Use(t)表示串联注入电压相量幅值；∠θ(t)表示串联注入电压相量相角；
所述保护模块，包括：
第一执行单元，用于所述距离保护I段根据所述故障点的测量阻抗和整定值执行相应的动作；
第二执行单元，用于所述距离保护II段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护II段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作；
第三执行单元，用于所述距离保护III段根据所述故障点的测量阻抗和距离保护III段整定值及辅助判据整定值执行相应的动作。
15.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述预先设定的输电线路整定值包括距离保护I段整定值、距离保护II段整定值和距离保护III段整定值；
所述预先设定的输电线路的辅助判据定值包括距离保护II段辅助判据定值和距离保护III段辅助判据定值。
16.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述计算模块，包括：
第一计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路出口故障时测量阻抗最小值ZLminI，获得距离保护I段整定值ZsetI；
第二计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护I段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminII，获得距离保护II段辅助判据定值Z’setII；
第三计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII；
第四计算单元，用于采用预先建立的故障分析模型和获取的统一潮流控制器的历史测量阻抗集合，计算下级线路距离保护II段保护范围末端故障时测量阻抗最小值ZLminIII，获得距离保护III段辅助判据定值Z’setIII；
第五计算单元，用于按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII。
17.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述建立模块包括：
设置单元，用于在统一潮流控制器输电线路出口设置故障点；
获取单元，用于获取统一潮流控制器输电线路故障点的历史串联注入电压；
转化单元，用于将所述串联注入电压相量转化为用于描述故障分析模型的时间函数。
18.如权利要求16所述的距离保护***，其特征在于：所述第一计算单元，包括：
第一选取子单元，用于将时间函数
Figure FDA0003661622330000051
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得统一潮流控制器的第一测量阻抗集合，从测量阻抗集合中选取第一最小测量阻抗ZLminI；
第一确定子单元，用于根据所述第一最小测量阻抗ZLminI计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护I段的整定值，用下式表示ZsetI＝KrelI×ZLminI，其中KrelI为第一可靠系数。
19.如权利要求16所述的距离保护***，其特征在于：所述第二计算单元，包括：
第二选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护I段末端设置故障，将时间函数
Figure FDA0003661622330000052
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第二测量阻抗集合，从所述第二测量阻抗集合中选取第二最小测量阻抗ZLminII；
第二确定子单元，用于根据所述第二最小测量阻抗ZLminII计算统一潮流控制器的输电线路距离保护II段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setII＝KrelII×ZLminII，其中KrelII为第二可靠系数，取值为80％～85％。
20.如权利要求16所述的距离保护***，其特征在于：所述第三计算单元，包括：
第三选取子单元，用于在预先设定下级线路距离保护II段末端设置故障，将时间函数
Figure FDA0003661622330000061
等效为恒压源，将其幅值以1kV为间隔在0～UseN内取值，相角以1°为间隔在0～360°内取值，获得线性网络下的第三测量阻抗集合，从第三测量阻抗集合中选取第三最小测量阻抗ZLminIII；
第三确定子单元，用于根据所述第三最小测量阻抗ZLminII计算所述统一潮流控制器的输电线路距离保护III段的辅助判据整定值，用下式表示Z’setIII＝KrelIII×ZLminIII，其中KrelIII为第三可靠系数，取值为80％～85％。
21.如权利要求16所述的距离保护***，其特征在于：所述按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护II段整定值ZsetII，用下式表示：
ZsetII＝K(ZL+Z5setI)
其中：ZL为不包含统一潮流控制器的输电线路全长阻抗，Z5setI为预先设定下级线路距离保护II段整定值；K表示距离保护II段的可靠系数。
22.如权利要求16所述的距离保护***，其特征在于：按输电线路不含统一潮流控制器考虑，计算距离保护III段整定值ZsetIII，用下式表示：ZsetIII＝ZLmin/K’；
其中：K’为距离保护III段可靠系数，取值为0.7；ZLmin为不包含统一潮流控制器的输电线路最小负荷阻抗。
23.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述采集模块包括：
第一收集单元，用于通过输电线路母线侧电压互感器PT采集电压量Um，
第二收集单元，用于通过输电线路电流互感器CT采集电流量Im，
所述测量阻抗表示为Zm＝Um/Im。
24.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述第一执行单元，还用于：
将所述测量阻抗与所述距离保护I段的整定值对比，若测量阻抗Zm小于距离保护I段整定值ZsetI，即满足距离I段动作判据Zm<ZsetI，距离保护I段保护动作；反之，距离保护I段不动作。
25.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述第二执行单元，包括：
第一比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Zm<Z’setII，则经tII延时后距离保护II段动作出口；
第二比较子单元，用于若测量阻抗大于距离保护II段辅助判据定值Z’setII，且小于距离保护III段辅助判据Z’setIII，满足距离保护II段辅助判据整定值，Z’setII<Zm<Z’setIII，则经t’II延时后利用通信通道向统一潮流控制器保护发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtII延时后判断测量阻抗Zm是否小于距离保护II段的整定值ZsetII，满足距离保护II段整定值的动作判据Zm<ZsetII，则距离保护II段保护动作；反之，不动作。
26.如权利要求14所述的距离保护***，其特征在于：所述第三执行单元，包括：
第三比较子单元，用于若测量阻抗Zm小于距离保护III段辅助判据定值Z’setIII，满足距离III段辅助判据整定值，Zm<Z’setIII，则经tIII延时后距离保护III段保护动作；
第四比较子单元，用于若测量阻抗大于III段辅助判据定值Z’setIII，不满足距离III段辅助判据整定值时，则经t’III延时后利用通信通道向统一潮流控制器发联动信号将统一潮流控制器从***中完全隔离，再经ΔtIII延时后判断测量阻抗Zm是否小于计算得到的距离保护II段的整定值ZsetIII，满足距离保护III段整定值的动作判据Zm<ZsetIII，则距离保护III段保护动作；反之，不动作。
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