CN112269102B - 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法 - Google Patents

基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112269102B
CN112269102B CN202011101518.6A CN202011101518A CN112269102B CN 112269102 B CN112269102 B CN 112269102B CN 202011101518 A CN202011101518 A CN 202011101518A CN 112269102 B CN112269102 B CN 112269102B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
transient energy
direct current
formula
converter station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011101518.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112269102A (zh
Inventor
胡凯凡
茆美琴
程德建
何壮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN202011101518.6A priority Critical patent/CN112269102B/zh
Publication of CN112269102A publication Critical patent/CN112269102A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112269102B publication Critical patent/CN112269102B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于暂态能量的MMC‑HVDC的直流短路故障的检测方法，是根据MMC‑HVDC的桥臂电容、直流电感的暂态能量构建向量，根据暂态能量向量的变化进行故障判断：当暂态能量向量的变化超过阈值，则启动检测；当区间定位判据大于设定值，则判断故障发生在区内，反之则在区外；对送端站，当某线路的故障线路选择判据大于设定值，则判断该线路发生故障，反之则没有发生故障；当该线路的直流短路故障识别判据大于设定值，则判断发生直流短路故障，否则为功率波动或雷击故障；对受端站，则与送端站情况相反。本发明能够在故障发生后1ms甚至更短的时间内发现故障，并判断故障的位置。

Description

基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法
技术领域
本发明涉及柔性直流电网故障保护领域，更具体地说是一种应用于多端柔性直流电网中的直流故障快速检测方法。
背景技术
为了解决日益凸显的能源短缺问题，对太阳能和风能等新能源的开发和利用具有重要意义。而我国幅员辽阔，新能源分布广泛，且能源和负荷分布不均衡，因此需要一种远距离输电损耗小、稳定性高且有较好的新能源吸纳能力的输电技术，而基于模块化多电平换流器的柔性直流电网(MMC-HVDC-Grid)技术为这一问题提供了解决方案。
而为了实现直流电网的安全稳定运行，对其故障保护***的设计就成为了关键。直流短路故障是直流电网中的主要故障类型之一，其对于直流电网***的危害最大。由于直流电网***具有低阻尼的特性，使得直流短路故障发生后故障电流的发展速度极快，通常故障电流能在几个毫秒内达到数倍于额定电流的水平，若不加以保护会对整个***造成极大的破坏。故障保护***检测时间越短，则故障电流越小，故障切除的难度越低，对***的保护越有利，因此故障检测方法在柔直***的保护中有着重要的作用。
而现有的适用于直流电网的故障检测方法较少，且存在阈值整定困难，对硬件设备要求高等诸多问题。并且多数检测方法需要采集两端的信息，对通信速率要求高，存在检测速度慢的缺陷。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于暂态能量MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法，以期能利用换流站子模块电容和直流电感的暂态能量构成检测判据，从而在瞬时内即可实现故障检测和故障线路的定位，且易于整定，对雷击等干扰因素的抵抗能力较强。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法的特点是按如下步骤进行：
步骤1、根据MMC-HVDC换流站的桥臂电容以及各支路直流电感的暂态能量构建暂态能量向量和故障检测判据；
步骤2、根据所述暂态能量向量的变化是否超过阈值来进行故障判断，若超过阈值，则启动所述故障检测判据并执行步骤3；否则，不启动所述故障检测判据；
步骤3、若区间定位判据大于设定值，则判断为区内故障；否则为区外故障；
步骤4、对于送端，若线路的故障线路选择判据大于设定值，则判断相应线路发生故障；否则，表示相应线路没有故障；
对于受端，若线路的故障线路选择判据小于设定值，则确定相应线路发生故障；否则，表示相应线路没有故障；
步骤5、对于送端，若相应线路的直流短路故障识别判据大于设定值，则确定发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障；
对于受端，若相应线路的直流短路故障识别判据小于设定值，则确定发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障。
本发明所述的基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法的特点是，所述步骤1是按如下过程构建暂态能量向量：
步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别计算换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA0002725516410000021
和换流站各支路的直流电感的暂态能量
Figure BDA0002725516410000022
Figure BDA0002725516410000023
Figure BDA0002725516410000024
式(1)和式(2)中：uc为故障后换流站相桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc为故障后直流侧线路的电流；uc0为故障前稳态时换流站相桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc0为故障前稳态时直流侧线路的电流；Ceq为换流器桥臂等效电容参数；Ldc为直流电感参数；
步骤1.2、以换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA0002725516410000025
和换流站各支路的直流电感的暂态能量
Figure BDA0002725516410000026
为基向量，利用式(3)构建暂态能量向量E：
Figure BDA0002725516410000027
式(3)中，
Figure BDA0002725516410000028
表示换流站桥臂电容的暂态能量基向量，
Figure BDA0002725516410000029
表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量基向量；n∈[1,N]；N表示与换流站直接相连的支路总数；
步骤1.3、利用式(3)构建暂态能量E的模值|E|：
Figure BDA0002725516410000031
步骤1.4、当故障发生时，则利用式(5)得到暂态能量E的变化程度ΔE的模值|ΔE|：
Figure BDA0002725516410000032
步骤1.5、利用式(6)得到换流站第n个支路的直流电感暂态能量基向量
Figure BDA0002725516410000033
的余弦值
Figure BDA0002725516410000034
Figure BDA0002725516410000035
式(6)中，E′为暂态能量向量E投影到与换流站直接相连的相邻两条支路的暂态能量基向量构成的平面所得的分量；
Figure BDA0002725516410000036
为直流电感暂态能量基向量
Figure BDA0002725516410000037
与分量E′的夹角；
步骤1.6、利用式(7)得到电容的暂态能量基向量
Figure BDA0002725516410000038
的余弦值cosθ：
Figure BDA0002725516410000039
式(7)中，θ为暂态能量基向量
Figure BDA00027255164100000310
与暂态能量向量E的夹角；
步骤1.7、利用换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA00027255164100000311
和换流站各个支路的直流电感暂态能量
Figure BDA00027255164100000312
以及式(5)、式(6)、式(7)构建故障检测判据。
所述步骤2中，若故障后流过电感的电流方向发生改变，则利用式(8)来判断所述暂态能量向量的变化是否超过阈值；
若故障后流过电感的电流方向未发生改变，则利用式(9)来判断所述暂态能量向量的变化是否超过阈值；
Figure BDA00027255164100000313
Figure BDA00027255164100000314
式(8)和式(9)中，
Figure BDA00027255164100000315
和
Figure BDA00027255164100000316
分别表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感暂态能量
Figure BDA00027255164100000317
的上限阈值和下限阈值。
所述步骤3中，若满足式(10)，则表示发生区内故障，否则，表示发生区外故障：
Δ|ΔE|＝|ΔE|2-|ΔE|1＞Δ|ΔE|TH   (10)
式(10)为区间定位判据，其中，Δ|ΔE|表示暂态能量向量E的变化程度ΔE的模值|ΔE|的变化率，Δ|ΔE|TH是变化率的阈值。
所述步骤4中，若故障后流过电感的电流方向发生改变，则当式(11)成立时，表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并判断相应线路发生故障；
若故障后流过电感的电流方向未发生改变，则当式(11)不成立时，表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并判断相应线路发生故障：
Figure BDA0002725516410000041
式(11)为故障线路选择判据，其中，CLS表示故障线路选择判断式；m表示故障后数据采样总数；
Figure BDA0002725516410000042
表示第k次采样所得
Figure BDA0002725516410000043
k∈[1,m]；CLS0为稳定状态下的CLS的值，并有：
Figure BDA0002725516410000044
式(12)中，R是连接到DC母线的分支数量。
所述步骤5中，对于送端，若满足式(13)，则表示相应线路发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障；
对于受端，若满足式(13)，则表示发生功率波动或雷击故障；否则，表示相应线路发生直流短路故障；
Figure BDA0002725516410000045
式(13)为直流短路故障识别判据，其中，CSF表示直流短路故障判断式；m表示故障后数据采样总数；θk表示第k次采样所得θ；k∈[1,m]；CSF0为稳定状态下CSF的值，并有：
Figure BDA0002725516410000046
式(14)中，R表示连接到DC母线的分支数量。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明基于暂态能量，利用换流站内的电容暂态能量和直流线路电感暂态能量的变化共同判断故障。通过构建暂态能量向量及相应的故障检测判据，依次确定故障所在区间、故障所在线路，并排除功率波动和雷击故障。克服了现有技术中阈值整定困难，对硬件设备要求高等问题，提高了检测速度，降低了对采样设备的要求，且原理简单，可靠性高，不易受到雷击等因素干扰，适用于复杂的多端直流电网。
2、本发明是基于单端量的故障检测，不需要站间通信，既可以减少故障保护动作时间，又可以简化故障保护***。
附图说明
图1为现有技术中MMC-HVDC示意图；
图2为本发明暂态能量向量图；
图3为本发明电感暂态能量变化范围图；
图4为本发明不同线路故障时换流站1的|ΔE|的变化率图；
图5为本发明线路故障时直流电感的角度的余弦值图；
图6为本发明MMC-HVDC直流短路故障的检测流程图；
图7为本发明故障点设置图；
图8为本发明检测总时间图。
具体实施方式
本实施例中，MMC-HVDC是模块化多电平换流器型(modular multilevelconverter，MMC)的高压直流输电***(high voltage direct current grid，HVDC)，具有可控性好、电能质量高等诸多优点，相比于传统直流输电技术更适合用于发展多端直流电网。以2020年投运的张北MMC-HVDC为例，其直流电网结构如图1所示。由于直流输电***的低阻尼特性，保护***需要在极短的时间内迅速完成故障检测和故障切除。因此，保护难度更大，对保护设备的要求更高。
一种基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法是按如下步骤进行：
步骤1、根据MMC-HVDC换流站的桥臂电容以及各支路直流电感的暂态能量构建暂态能量向量和故障检测判据；
具体实施中，是如下过程构建暂态能量向量：
步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别计算换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA0002725516410000051
和换流站各支路的直流电感的暂态能量
Figure BDA0002725516410000052
Figure BDA0002725516410000053
Figure BDA0002725516410000054
式(1)和式(2)中：uc为故障后换流站相桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc为故障后直流侧线路的电流；uc0为故障前稳态时换流站相桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc0为故障前稳态时直流侧线路的电流；Ceq为换流器桥臂等效电容参数；Ldc为直流电感参数；
步骤1.2、以换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA0002725516410000061
和换流站各支路的直流电感的暂态能量
Figure BDA0002725516410000062
为基向量，利用式(3)构建暂态能量向量E，如图2所示：
Figure BDA0002725516410000063
式(3)中，
Figure BDA0002725516410000064
表示换流站桥臂电容的暂态能量基向量，
Figure BDA0002725516410000065
表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量基向量；n∈[1,N]；N表示与换流站直接相连的支路总数；
步骤1.3、利用式(3)构建暂态能量E的模值|E|：
Figure BDA0002725516410000066
步骤1.4、当故障发生时，则利用式(5)得到暂态能量E的变化程度ΔE的模值|ΔE|：
Figure BDA0002725516410000067
步骤1.5、利用式(6)得到换流站第n个支路的直流电感暂态能量基向量
Figure BDA0002725516410000068
的余弦值
Figure BDA0002725516410000069
Figure BDA00027255164100000610
式(6)中，E′为暂态能量向量E投影到与换流站直接相连的相邻两条支路的暂态能量基向量构成的平面所得的分量，如图2所示；
Figure BDA00027255164100000611
为
Figure BDA00027255164100000612
与E′的夹角。
步骤1.6、利用式(7)得到换流站桥臂电容的暂态能量基向量
Figure BDA00027255164100000613
的余弦值cosθ：
Figure BDA00027255164100000614
式(7)中，θ为
Figure BDA00027255164100000615
与E的夹角。
步骤1.7、利用换流站桥臂电容的暂态能量
Figure BDA00027255164100000616
和换流站各个支路的直流电感暂态能量
Figure BDA00027255164100000617
以及式(5)、式(6)、式(7)构建故障检测判据。
步骤2、根据暂态能量向量的变化是否超过阈值来进行故障判断，若超过阈值，则启动故障检测判据并执行步骤3；否则，不启动故障检测判据；
具体实施中，是按如下过程启动故障判据：
若故障后流过电感的电流方向发生改变，则利用式(8)来判断暂态能量向量的变化是否超过阈值；
若故障后流过电感的电流方向未发生改变，则利用式(9)来判断暂态能量向量的变化是否超过阈值；
Figure BDA0002725516410000071
Figure BDA0002725516410000072
式(8)和式(9)中，
Figure BDA0002725516410000073
和
Figure BDA0002725516410000074
分别表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感暂态能量
Figure BDA0002725516410000075
的上限阈值和下限阈值。
启动标准应该能够区分非故障状态。根据GB/T 37015.1-2018的标准，柔性直流输电***必须具有以额定直流输出功率的1.1倍工作至少1分钟的能力。对于大多数灵活的传输***，如果可以很好地控制直流电压，则在稳态下其直流电流不应超过1.1pu。因此，将±10％用作电流波动界限，然后根据式(2)，可获得相应的电感暂态能量极限作为故障检测启动的阈值。一旦超过这个值，就立即启动故障判断流程，其示意图如图3所示。
步骤3、若区间定位判据大于设定值，则判断为区内故障；否则为区外故障；
本实施例中是按如下过程判断区内外故障：
发生故障后，在不同线路故障下换流站的|ΔE|如图4所示。
若满足式(10)，则表示发生区内故障，否则表示发生区外故障：
Δ|ΔE|＝|ΔE|2-|ΔE|1＞Δ|ΔE|TH   (10)
式(10)为区间定位判据，其中，Δ|ΔE|表示暂态能量向量E的变化程度ΔE的模值|ΔE|的变化率，Δ|ΔE|TH是变化率的阈值。
步骤4、对于送端，若某线路的故障线路选择判据大于设定值，则判断该线路发生故障；否则，该线路没有故障；
对于受端，若某线路的故障线路选择判据小于设定值，则确定该线路发生故障；否则，该线路没有故障；
本实施例中按如下过程判断发生故障的线路：
Figure BDA0002725516410000076
用于识别故障线路。对于连接到同一换流站的不同支路，当在其中一条线路发生直流短路故障时，余弦值
Figure BDA0002725516410000081
的变化如图5所示。
若故障后流过电感的电流方向发生改变，则当式(11)成立时，表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并判断相应线路发生故障；
若故障后流过电感的电流方向未发生改变，则当式(11)不成立时，表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并判断相应线路发生故障：
Figure BDA0002725516410000082
式(11)为故障线路选择判据，其中，CLS表示故障线路选择判断式；m表示故障后数据采样总数；
Figure BDA0002725516410000083
表示第k次采样所得
Figure BDA0002725516410000084
k∈[1,m]；CLS0为稳定状态下的CLS的值，并有：
Figure BDA0002725516410000085
式(12)中，R是连接到DC母线的分支数量。对于一条直流母线上连接有两个分支的高压直流输电***，CLS0为0.707。
步骤5、对于送端，若该线路的直流短路故障识别判据大于设定值，则确定发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障；
对于受端，若该线路的直流短路故障识别判据小于设定值，则确定发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障。
本实施例中是按如下过程排除故障干扰：
对于送端，若满足式(13)，则表示相应线路发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障；
对于受端，若满足式(13)，则表示发生功率波动或雷击故障；否则，表示相应线路发生直流短路故障；
Figure BDA0002725516410000086
式(13)为直流短路故障识别判据，其中，CSF表示直流短路故障判断式；m表示故障后数据采样总数；θk表示第k次采样所得θ；k∈[1,m]；CSF0为稳定状态下CSF的值，并有：
Figure BDA0002725516410000087
式(14)中，R表示连接到DC母线的分支数量。对于有两条支路与直流母线直接相连的***，CSF0为0.577。
本实施例中故障检测过程如图6所示。
本实施例中针对图1所示的四端柔性直流电网进行仿真，过程如下：
用PSCAD平台基于张北MMC-HVDC项目的***参数构建了一个4端PSCAD仿真模型，设置了14个单极对地短路故障来测试所提出的方法，如图7所示。
针对图1所示四端柔性直流电网，以换流站1作为实验对象，设计其故障检测启动阈值和区间定位判据的整定值并验证基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法的快速性和可靠性。采用PSCAD作为仿真实验平台，实施方法如下：
故障启动阈值整定及检测***的设置如表2所示，区间定位判据整定原则如表3所示，其中，Λ表示判据的阈值，M1～M14表示从故障1到故障14发生故障后6ms内Δ|ΔE|的最大值。区间定位判据的设定结果如表4所示。
表2检测***设置
采样频率 20kHz
故障启动阈值 (0,0.81)∪(1.21,+∞)
采样次数 15
表3***区间判据整定原则
换流站 线路1整定原则 线路2整定原则
CS1 M14<Λ<M4 M2<Λ<M12
CS2 M1<Λ<M5 M13<Λ<M3
CS3 M4<Λ<M14 M12<Λ<M2
CS4 M5<Λ<M1 M3<Λ<M13
表4区间判据整定
换流站 线路1判据整定 线路2判据整定
CS1 0.08 0.50
CS2 1.46 0.03
CS3 0.15 0.02
CS4 0.05 0.14
本实施例的检测结果如图8所示：
图8中F1～F14表示14个故障点，对应于图7中1～14。B1～B3是其他类型的故障，对应于线路1的雷击故障，功率波动和交流短路故障。从图8可以看出，两端均成功识别了全部14个故障，并且大多数检测都在故障发生后1.5毫秒内完成。B1～B3的对应值全部为0，这意味着***没有跳闸。因此，其他类型的故障(如雷击故障)不会影响检测***。
本发明基于暂态能量向量构建了故障检测判据，建立了基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法。张北***PSCAD仿真模型的仿真结果表明，该方法具有检测速度快，适应多端直流电网复杂结构，设备要求低，易于实现的特点。

Claims (2)

1.一种基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、根据MMC-HVDC换流站的桥臂电容以及各支路直流电感的暂态能量构建暂态能量向量和故障检测判据；
步骤1.1、利用式(1)和式(2)分别计算换流站桥臂电容的暂态能量和换流站各支路的直流电感的暂态能量
式(1)和式(2)中：uc为故障后换流站桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc为故障后直流侧线路的电流；uc0为故障前稳态时换流站桥臂投入的子模块的电容两端的电压；idc0为故障前稳态时直流侧线路的电流；Ceq为换流器桥臂等效电容参数；Ldc为直流电感参数；
步骤1.2、以换流站桥臂电容的暂态能量和换流站各支路的直流电感的暂态能量为基向量，利用式(3)构建暂态能量向量
式(3)中，表示换流站桥臂电容的暂态能量基向量，表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量基向量；n∈[1,N]；N表示与换流站直接相连的支路总数；
步骤1.3、利用式(4)构建暂态能量向量的模值
步骤1.4、当故障发生时，则利用式(5)得到暂态能量向量的变化程度的模值
步骤1.5、利用式(6)得到与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量基向量的余弦值
式(6)中，为暂态能量向量投影到与换流站直接相连的相邻两条支路的暂态能量基向量构成的平面所得的分量；为与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量基向量与分量的夹角；
步骤1.6、利用式(7)得到电容的暂态能量基向量的余弦值cosθ：
式(7)中，θ为暂态能量基向量与暂态能量向量的夹角；
步骤1.7、利用换流站桥臂电容的暂态能量和换流站各个支路的直流电感暂态能量以及式(5)、式(6)、式(7)构建故障检测判据；
步骤2、根据所述暂态能量向量的变化是否超过阈值来进行故障判断，若超过阈值，则启动所述故障检测判据并执行步骤3；否则，不启动所述故障检测判据；
步骤3、若区间定位判据大于变化率的阈值即满足式(10)，则判断为区内故障；否则为区外故障；
式(10)为区间定位判据，其中，表示暂态能量向量的变化程度的模值的变化率，是变化率的阈值；
步骤4、对于送端，若线路的故障线路选择判据大于稳定状态下的CLS的值，即当式(11)成立时，则表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并判断相应线路发生故障；否则，表示相应线路没有故障；
对于受端，若线路的故障线路选择判据小于稳定状态下的CLS的值，即当式(11)不成立时，则表示相应线路的电流大于其他线路的电流，并确定相应线路发生故障；否则，表示相应线路没有故障；
式(11)为故障线路选择判据，其中，CLS表示故障线路选择判断式；m表示故障后数据采样总数；表示第k次采样所得k∈[1,m]；CLS0为稳定状态下的CLS的值，并有：
式(12)中，R是连接到DC母线的分支数量；
步骤5、对于送端，若相应线路的直流短路故障识别判据大于稳定状态下CSF的值即满足式(13)，则确定相应线路发生直流短路故障；否则，表示发生功率波动或雷击故障；
对于受端，若相应线路的直流短路故障识别判据小于稳定状态下CSF的值，即不满足式(13)，则表示发生功率波动或雷击故障，否则，确定相应线路发生直流短路故障；
式(13)为直流短路故障识别判据，其中，CSF表示直流短路故障判断式；m表示故障后数据采样总数；θk表示第k次采样所得θ；k∈[1,m]；CSF0为稳定状态下CSF的值，并有：
式(14)中，R表示连接到DC母线的分支数量。
2.根据权利要求1所述的基于暂态能量的MMC-HVDC的直流短路故障的检测方法，其特征是，所述步骤2中，若故障后流过电感的电流方向发生改变，则利用式(8)来判断所述暂态能量向量的变化是否超过阈值；
若故障后流过电感的电流方向未发生改变，则利用式(9)来判断所述暂态能量向量的变化是否超过阈值；
式(8)和式(9)中，和分别表示与换流站直接相连的第n个支路的直流电感的暂态能量的上限阈值和下限阈值。
CN202011101518.6A 2020-10-15 2020-10-15 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法 Active CN112269102B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011101518.6A CN112269102B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011101518.6A CN112269102B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112269102A CN112269102A (zh) 2021-01-26
CN112269102B true CN112269102B (zh) 2023-05-02

Family

ID=74337231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011101518.6A Active CN112269102B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112269102B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300343B (zh) * 2021-06-24 2022-08-26 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种基于余弦相似度的柔性直流电网故障线路识别方法
CN114142440B (zh) * 2021-11-19 2022-09-23 广东福德电子有限公司 基于线路电感能量自检的混合式断路器及其存储介质、控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105467261A (zh) * 2015-12-21 2016-04-06 东北电力大学 基于mmc换流站信息融合技术交流***暂态故障识别方法
CN107543998A (zh) * 2017-07-18 2018-01-05 华北电力大学 多端柔性直流输电***直流侧故障定位***及方法
CN108054736A (zh) * 2017-11-27 2018-05-18 山东大学 一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法
CN109830978A (zh) * 2019-01-02 2019-05-31 华中科技大学 一种具备故障自动穿越能力的风电柔直***及控制方法
CN110308370A (zh) * 2019-07-24 2019-10-08 合肥工业大学 基于mmc的柔性直流电网直流短路故障快速检测方法
CN111521908A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 华中科技大学 一种应用于四端风电直流电网的交流故障定位方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016177407A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-10 Abb Technology Ltd Method and apparatus for detecting fault in a mixed configuration power transmission line

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105467261A (zh) * 2015-12-21 2016-04-06 东北电力大学 基于mmc换流站信息融合技术交流***暂态故障识别方法
CN107543998A (zh) * 2017-07-18 2018-01-05 华北电力大学 多端柔性直流输电***直流侧故障定位***及方法
CN108054736A (zh) * 2017-11-27 2018-05-18 山东大学 一种基于电压极波的多端柔性直流电网直流线路保护方法
CN109830978A (zh) * 2019-01-02 2019-05-31 华中科技大学 一种具备故障自动穿越能力的风电柔直***及控制方法
CN110308370A (zh) * 2019-07-24 2019-10-08 合肥工业大学 基于mmc的柔性直流电网直流短路故障快速检测方法
CN111521908A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 华中科技大学 一种应用于四端风电直流电网的交流故障定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112269102A (zh) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108469576B (zh) 一种多端交直流混合配电网直流故障检测方法
CN112269102B (zh) 基于暂态能量的mmc-hvdc的直流短路故障的检测方法
CN109617027B (zh) 一种柔性直流配电***高频突变量距离保护方法
CN110880743B (zh) 一种基于肯德尔秩相关性的风电场站送出线路纵联保护方法
CN111969552B (zh) 一种适用于直流断路器重合闸方法
CN110907753B (zh) 一种基于hht能量熵的mmc-hvdc***单端故障识别方法
CN111697548A (zh) 一种识别多端柔性直流电网区内、外故障的纵联保护方法
CN110165644B (zh) 一种基于暂态电流时频特性的新能源场站纵联保护方法
CN113300343B (zh) 一种基于余弦相似度的柔性直流电网故障线路识别方法
Ruffing HVDC grid protection based on fault blocking converters
CN107942204B (zh) 一种直流汇集电缆的综合保护方法及装置
CN111276949B (zh) 一种基于谐振电流幅值比较的光伏直流升压汇集***线路保护方法
Jia et al. Incipient fault identification-based protection for a photovoltaic DC integration system
CN108599116B (zh) 一种适用于交直流混合配电网的直流线路保护方法
CN115425623A (zh) 一种基于暂态电流比值的多端柔性直流输电线路纵联保护方法
CN110783903B (zh) 一种高压直流输电线路单端暂态量保护方法
CN110661239B (zh) 一种柔性直流电网单极接地故障的重合方法
CN112595932A (zh) 一种适用于中压直流配电网的单极故障选线方法
Mao et al. Fast Detection Method of DC Short Circuit Fault of MMC-HVDC Grid
CN114498574A (zh) 含高比例光伏配电网的高频阻抗差动保护方法
CN112865031A (zh) 基于电流衰减比的高压直流输电线路雷击干扰识别方法
Ying et al. Influence of HVDC Reactive Power Compensation Modeling Method on Short-Circuit Current Calculation
CN115575726B (zh) 一种输电线路多重雷击性质判别方法及***
Liu et al. A novel protection for HVDC transmission lines based on current ratio of DC filter and smoothing reactor
Jan et al. Fault detection and identification in MVDC Radial and Ring Distribution System by Wavelet decomposition

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant