基于S變換的特高壓直流輸電線路快速保護(hù)研究.pdf

1、作為全球能源互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)下的電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的主要技術(shù)領(lǐng)域，特高壓直流輸電(UHVDC)具有輸電容量大、傳輸效率高、中間不落點(diǎn)、控制方式較為靈活、輸電線路長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在推動(dòng)清潔能源發(fā)展、國(guó)家治理霧霾以及建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)方面具有重要的作用。近年來(lái)，中國(guó)的特高壓直流輸電技術(shù)飛速發(fā)展，截至目前，中國(guó)已投運(yùn)的直流電壓等級(jí)在±800kV及以上的特高壓直流輸電工程已達(dá)6條。由于特高壓直流輸電工程直流輸電線路普遍較長(zhǎng)，易受雷擊、短路、斷線等故障的影響，因此提

2、高直流輸電線路的保護(hù)性能對(duì)保障直流輸電線路的安全與穩(wěn)定具有重要意義。目前已投運(yùn)的直流輸電工程中，行波保護(hù)作為線路主保護(hù)，速動(dòng)性較強(qiáng)，但可靠性和靈敏度易受過(guò)渡電阻和干擾的影響，而差動(dòng)保護(hù)作為線路的后備保護(hù)，由于需要線路兩端數(shù)據(jù)同步，速動(dòng)性較差，且易受信號(hào)通道的影響。因此，研究速動(dòng)性強(qiáng)，可靠性和靈敏度高的特高壓直流線路保護(hù)具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。論文所做的工作和取得的成果如下:
　　在利用S變換對(duì)直流輸電線路進(jìn)行故障暫態(tài)信號(hào)分析的基礎(chǔ)

3、上，論文提出了一套完整的高壓直流線路主、后備保護(hù)方案。其中，主保護(hù)采用基于S變換的單端量保護(hù)方法。通過(guò)分析直流線路兩端由平波電抗器和直流濾波器構(gòu)成的線路邊界的幅頻特性可知，暫態(tài)電壓行波的高低頻分量通過(guò)直流線路邊界時(shí)會(huì)發(fā)生不同程度的衰減，通過(guò)S變換提取特定頻帶分量，并構(gòu)造保護(hù)判據(jù)，提出了基于S變換高低頻頻帶分量比值差異的區(qū)內(nèi)外故障識(shí)別方法。通過(guò)對(duì)比雷擊干擾、雷擊故障以及普通短路故障在不同頻段下S變換暫態(tài)能量和的差異，構(gòu)造S變換能量比值判據(jù)

4、，進(jìn)而識(shí)別雷擊干擾。對(duì)于雙極直流輸電系統(tǒng)，根據(jù)線路保護(hù)安裝處提取的兩極電壓故障分量的S變換零頻帶暫態(tài)能量和的比值差異構(gòu)造比值判據(jù)，從而識(shí)別故障極。
　　為降低故障電阻對(duì)保護(hù)靈敏度的影響，保證保護(hù)的選擇性，提出了基于S變換的直流線路縱聯(lián)后備保護(hù)方法。分析可知，當(dāng)故障發(fā)生在保護(hù)安裝處的正方向時(shí)，保護(hù)檢測(cè)到的電壓和電流故障分量的極性相反，而反方向故障時(shí)則相同。利用此特征提出一種利用S變換相角差的方法來(lái)識(shí)別兩者的極性，從而有效地判別故障方