基于固有頻率的VSC-HVDC直流線路故障測距及保護(hù)研究.pdf

1、基于電壓源型換流器的高壓直流(VSC-HVDC)系統(tǒng)能夠以經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式將分散的清潔能源接入交流電網(wǎng)，擴(kuò)展了傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)向分布式能源方向發(fā)展的方向，使得直流輸電技術(shù)更好地應(yīng)用于輸、配電整個領(lǐng)域。因此VSC-HVDC系統(tǒng)將對未來電力傳輸和分布式能源技術(shù)產(chǎn)生很大的促進(jìn)作用。目前對VSC-HVDC系統(tǒng)的主要研究大都是針對運(yùn)行和控制方面，對線路故障的研究較少，本文對VSC-HVDC直流輸電線路故障測距和保護(hù)進(jìn)行了研究。
　　由于

2、現(xiàn)有時域行波法存在種種不足與缺點(diǎn)，基于頻域的研究方法逐漸引起了學(xué)者的重視。行波在線路兩端多次反射和有限長度線路的延時效應(yīng)共同作用的結(jié)果在頻域上表現(xiàn)為一系列頻率的諧波總和，稱為行波的固有頻率，該頻率的大小與故障點(diǎn)位置有關(guān)。而直流輸電線路不同于交流線路，除直流極線外無其它出線，固有頻率信號更強(qiáng)，理論上更易提取。本文在分析VSC-HVDC系統(tǒng)輸電線路的特點(diǎn)和故障機(jī)理的基礎(chǔ)上，對基于固有頻率的線路故障測距和區(qū)內(nèi)外保護(hù)進(jìn)行了研究。
　　在故

3、障測距方面，本文提出利用系統(tǒng)邊界特性、故障距離和固有頻率之間的關(guān)系的一種單端故障測距算法，通過MUSIC（多信號分類）頻譜估計(jì)法提取故障行波固有頻率，結(jié)合該頻率下的波速準(zhǔn)確計(jì)算故障距離。在電磁仿真軟件PSCAD/EMTDC上進(jìn)行大量不同故障類型、故障位置的仿真，并驗(yàn)證了本文算法的可行性。
　　在區(qū)內(nèi)外保護(hù)方面，本文通過分析VSC-HVDC中發(fā)生直流線路故障、VSC換流站故障及與VSC聯(lián)接的交流系統(tǒng)故障情況下固有頻率的區(qū)別，形成保護(hù)