特高压直流输电线路暂态保护方法、系统及装置

技术特征：
1.一种特高压直流输电线路暂态保护方法，其特征在于，包括：检测输电线路上的电压和电流的信号，如果检测到的电压的变化幅值δu和/或电流的变化幅值δi超过设定阈值，则保护启动；保护启动后，根据叠加原理，基于特高压输电系统的故障等效电路拓扑，计算不同频率ω1和ω2作用下，故障区域内和故障区域外的比值电压δ
in
和δ
ex
；根据比值电压δ
in
和δ
ex
对区内外故障进行区分，故障区域外的比值电压δ
ex
大于区内外故障区分的阈值δ
ο
则为区内外故障，否则判断为区内故障；对于区内故障，利用改进的小波包分析算法将检测到的电压和电流进行信号分解和重构，根据分解和重构得到的n层频带的能量e
i
，在对电压和电流进行信号分解和重构过程中通过频率卷积算子a和b去除传统小波变换h与g卷积后多余的频率成分的算子消除频率混叠的部分；根据分解和重构得到的n层频带的能量e
i
，做傅里叶变换，对故障特征电压和电流信号进行分析；将故障电压、电流的频谱与理论电压和电流故障特征频率进行比对，提取出故障点相对应的异常频谱分量e
ω
(f)；根据异常频谱分量e
ω
(f)区分单双极性故障，若满足e
ω
(f)>e
μ
，则判断为双极性故障，否则判断为单极性故障；根据故障类型，输出相应的保护措施。2.一种特高压直流输电线路暂态保护系统，其特征在于，包括：故障保护启动模块，其被配置成检测输电线路上的电压和电流的信号，如果检测到的电压的变化幅值δu和/或电流的变化幅值δi超过设定阈值，则保护启动；区内外故障识别模块，其被配置成在保护启动后，根据叠加原理，基于特高压输电系统的故障等效电路拓扑，计算不同频率ω1和ω2作用下，故障区域内和故障区域外的比值电压δ
in
和δ
ex
，根据比值电压δ
in
和δ
ex
对区内外故障进行区分，故障区域外的比值电压δ
ex
大于区内外故障区分的阈值δ
ο
则为区内外故障，否则判断为区内故障；故障类型判断模块，其被配置为，对于区内故障，利用改进的小波包分析算法将检测到的电压和电流进行信号分解和重构，根据分解和重构得到的n层频带的能量e
i
，在对电压和电流进行信号分解和重构过程中通过频率卷积算子a和b去除传统小波变换h与g卷积后多余的频率成分的算子消除频率混叠的部分，根据分解和重构得到的n层频带的能量e
i
，做傅里叶变换，对故障特征电压和电流信号进行分析，将故障电压、电流的频谱与理论电压和电流故障特征频率进行比对，提取出故障点相对应的异常频谱分量e
ω
(f)；，根据异常频谱分量e
ω
(f)区分单双极性故障，若满足e
ω
(f)>e
μ
则判断为双极性故障，否则判断为单极性故障；保护输出模块，其被配置为根据故障类型，输出相应的保护措施。3.一种特高压直流输电线路暂态保护装置，其特征在于，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行权利要求1所述的方法的步骤。4.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算
机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种特高压直流输电线路暂态保护方法、系统及装置。本发明针对小波包算法存在频率混叠且对特征信号的分解速度慢的问题，提出了改进小波包变换算法并对故障电压和电流进行分解，构建了异常频谱分量，作为单极性与双极性故障的判据。此外，本发明综合考虑了利用故障后监测点电压、电流的幅值变化构建了故障启动的判据，然后利用不同频率下电压比值δin和δex构建了区内与区外故障的判据。本发明能够快速和准确地实现特高压直流输电线路的故障保护，有效避免了特高压直流输电线路保护的误动作与拒动作现象，为特高压直流输电系统安全、可靠运行奠定了一定的基础。可靠运行奠定了一定的基础。可靠运行奠定了一定的基础。


技术研发人员：齐四清 窦宇宇 王俊芳 龚庆武 乔卉 刘栋
受保护的技术使用者：武汉大学 国家电网有限公司
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2022/12/1