基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，通過對電壓波動設(shè)定門檻值構(gòu)成啟動判據(jù)，防止由于系統(tǒng)電壓非故障波動而造成保護裝置頻繁啟動，并且在直流輸電線路發(fā)生故障時能夠可靠啟動；利用故障電壓行波波頭小波變換后模極大值極性比較方法，區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障；利用暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特征，區(qū)分故障與雷擊干擾，同時識別雙極系統(tǒng)的故障極與健全極。
【專利說明】基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電線路保護方法，尤其涉及一種基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法。
技術(shù)背景
[0002]高壓直流輸電是近幾年新興的輸電技術(shù)，由于其線路損耗小、線路造價低等特點，在需要遠距離輸電和大容量輸電時得到越來越廣泛的應(yīng)用。近年來我國高壓直流輸電技術(shù)發(fā)展迅速。天廣± 500kV、葛南± o(KlkV等高壓直流輸電線路已投入運行。這些線路的運行為我國的電力行業(yè)帶來了較大的1)M直。但從對國內(nèi)外高壓直流輸電運行故障的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，高壓直流輸電的故障情況仍然較多，其中多數(shù)故障的發(fā)生原因是保護裝置不夠完善。在這些故障中，接地故障時最主要的故障之一，因此區(qū)分故障的發(fā)生位置是直流側(cè)還是交流側(cè)就成為了一個很重要的問題。于此同時，雷擊對保護裝置的動作又會產(chǎn)生影響，容易導(dǎo)致保護裝置誤動作，因此排除雷擊對保護裝置的影響，又成了應(yīng)該解決的問題。另外，當前的直流輸電線路經(jīng)常是雙極性運行，兩極線路同塔并列布置，這使得在某一極發(fā)生故障時，另一極也可能感應(yīng)出故障信號，如何區(qū)分兩極中的故障極和健全極，又成了應(yīng)該解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，通過對電壓波動設(shè)定門檻值構(gòu)成啟動判據(jù)，防止由于系統(tǒng)電壓非故障波動而造成保護裝置頻繁啟動，并且在直流輸電線路發(fā)生故障時能夠可靠啟動；利用故障電壓行波波頭小波變換后模極大值極性比較方法，區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障；利用暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特征，區(qū)分故障與雷擊干擾，同時識別雙極系統(tǒng)的故障極與健全極。
[0004]為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，包括如下的步驟:
步驟一:通過對電壓波動設(shè)定門檻值構(gòu)成啟動判據(jù)，當線路電壓波動小于正門檻值或大于負門檻值時，保護裝置不啟動；當線路電壓波動大于正門檻值或小于負門檻值是，保護裝置啟動；
步驟二:在兩側(cè)換流站位置，對故障電壓行波波頭進行小波變換，然后對變換后模極大值極性進行比較，如果兩側(cè)電壓行波小波變換后模極大值極性相同，則判定為區(qū)內(nèi)故障；如果兩側(cè)電壓行波小波變換后模極大值極性相反，則判定為區(qū)外故障；
步驟三:利用故障和雷擊干擾情況下，相應(yīng)暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特性不同，對故障或雷擊干擾能量譜進行區(qū)分，從而對故障或雷擊干擾進行判斷。另外，利用故障極與健全極暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特性不同，對故障極和健全極能量譜進行區(qū)分，從而對故障極和健全極進行判斷。[0005]所述步驟一的具體步驟為:
(1-1)設(shè)定啟動元件電壓波動正負門檻值ΔτΛ；
(1-2)根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，包括如下的步驟: 步驟一:通過對電壓波動設(shè)定門檻值構(gòu)成啟動判據(jù)，當線路電壓波動小于正門檻值或大于負門檻值時，保護裝置不啟動；當線路電壓波動大于正門檻值或小于負門檻值是，保護裝置啟動； 步驟二:在兩側(cè)換流站位置，對故障電壓行波波頭進行小波變換，然后對變換后模極大值極性進行比較，如果兩側(cè)電壓行波小波變換后模極大值極性相同，則判定為區(qū)內(nèi)故障；如果兩側(cè)電壓行波小波變換后模極大值極性相反，則判定為區(qū)外故障； 步驟三:利用故障和雷擊干擾情況下，相應(yīng)暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特性不同，對故障或雷擊干擾能量譜進行區(qū)分，從而對故障或雷擊干擾進行判斷； 另外，利用故障極與健全極暫態(tài)電壓在不同頻帶內(nèi)的能量分布特性不同，對故障極和健全極能量譜進行區(qū)分，從而對故障極和健全極進行判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，其特征在于:所述步驟一的具體步驟為: (1-1)設(shè)定啟動元件電壓波動正負門檻值A(chǔ)U1、Δ?2 ； (1-2)根據(jù)公式
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，其特征在于:所述步驟二的具體步驟為: (2-1)利用兩側(cè)換流站的檢測裝置檢測故障電壓行波，并對電壓行波波頭進行小波變換； (2-2)將兩側(cè)小波變換模極大值極性進行比較，利用下式區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，其特征在于:所述步驟三的具體步驟為: (3-1)對故障或干擾電壓行波的高低頻分別采樣，計算出高低頻能量；
5.根據(jù)權(quán)利要求2、或3、或4所述的基于小波變換和能量譜分析的高壓直流輸電線路的保護方法，其特征在于:
【文檔編號】H02H7/26GK103633629SQ201310555638
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】金敬鑫, 張文豪 申請人:同濟大學(xué)