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专利号: 2019113567643
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于S变换的混合直流输电线路行波保护方法,其特征在于,所述方法包括:分别获取位于整流侧的LCC‑HVDC端和位于逆变侧的MMC‑HVDC端的输电线路上的电压行波数据和电流行波数据,基于所述电压行波数据和所述电流行波数据,分别获取LCC‑HVDC端和MMC‑HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据;

对所述LCC‑HVDC端和所述MMC‑HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据进行S变换,获得每端对应的S变换矩阵;

根据每端的所述S变换矩阵获取每端对应的幅‑频行波矩阵,根据每端的所述幅‑频行波矩阵计算每端对应的幅‑频行波能量;

根据每端的所述幅‑频行波能量和故障方向判据,分别识别出LCC‑HVDC端的故障方向和MMC‑HVDC端的故障方向;

根据LCC‑HVDC端的故障方向和MMC‑HVDC端的故障方向识别故障类型;

根据识别出的故障类型执行相应的保护;

根据每端的所述S变换矩阵获取每端对应的幅‑频行波矩阵,根据每端的所述幅‑频行波矩阵计算每端对应的幅‑频行波能量,具体包括:根据下述公式获取每端对应的幅‑频行波矩阵P:根据下述公式计算每端对应的幅‑频行波能量E:其中,k为获取所述1模电压行波数据和所述1模电流行波数据时的采样点序号;T为采样步长;j为变量,用于迭代计算,j=1,2,…,N,N为S变换中已知的频率区分度;fs为基准频率,其值等于1/NT;Su和Si分别为所在端的1模电压行波的S变换矩阵和1模电流行波的S变换矩阵;Am和An分别为幅‑频行波矩阵P的幅值和相角;abs为取模值函数,angle为取相角函数;

fmin和fmax分别为已知的最小频率值和最大频率值;W为数据窗长度。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据每端的所述幅‑频行波能量和故障方向判据,分别识别出LCC‑HVDC端的故障方向和MMC‑HVDC端的故障方向,具体包括:若幅‑频行波能量E满足E≥△,识别出该端的故障方向为正向;

若幅‑频行波能量E满足E<△,识别出该端的故障方向为反向;

△为已知的门槛值。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据LCC‑HVDC端的故障方向和MMC‑HVDC端的故障方向识别故障类型,具体包括:若LCC‑HVDC端的故障方向和MMC‑HVDC端的故障方向均为正向,确定故障类型为区内故障;否则,确定故障类型为区外故障。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据识别出的故障类型执行相应的保护,具体包括:

若所述故障类型为区内故障,保护单元执行保护动作;

若所述故障类型为区外故障,保护单元执行保护闭锁。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,分别获取位于整流侧的LCC‑HVDC端和位于逆变侧的MMC‑HVDC端的输电线路上的电压行波数据和电流行波数据,基于所述电压行波数据和所述电流行波数据,分别获取LCC‑HVDC端和MMC‑HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据,具体包括:分别获取每端的正极电压行波数据、负极电压行波数据、正极电流行波数据和负极电流行波数据,根据下述公式分别获取每端的1模电压行波数据和1模电流行波数据:其中,k为采样点序号;T为采样步长;u+(kT)和u‑(kT)分别为kT采样时刻正极电压行波的采样值和负极电压行波的采样值;i+(kT)和i‑(kT)分别为kT采样时刻正极电流行波的采样值和负极电流行波的采样值;u1(kT)和i1(kT)分别为1模电压行波和1模电流行波在kT采样时刻的计算值。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对所述LCC‑HVDC端和所述MMC‑HVDC端的1模电压行波数据和1模电流行波数据进行S变换,获得每端对应的S变换矩阵,具体包括:利用S变换,对每端的1模电压行波数据和1模电流行波数据采用下述公式进行处理:其中,N为已知的频率区分度;e为自然常数,i为虚数单位,n为采样频率编号,n=1,

2,…,N;j为变量,用于迭代计算,j=1,2,…,N;u1和i1分别为1模电压行波数据和1模电流行波数据;Su和Si分别为1模电压行波的S变换矩阵和1模电流行波的S变换矩阵。