基于时频谱的混合直流输电线路保护方法

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.10.015

电力建设 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (10): 126-132.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2019.10.015

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基于时频谱的混合直流输电线路保护方法

宁文元1，杨晓楠2，刘瑛琳3，刘燕莹3，罗国敏3，王小君3

1.国网冀北电力有限公司，北京市 100053；2. 电网安全与节能国家重点实验室（中国电力科学研究院），北京市 100192；3.北京交通大学，北京市 100044

出版日期:2019-10-01
作者简介:宁文元（1968），男，硕士，教授级高级工程师，主要研究方向为电力系统调度自动化、新能源运行；杨晓楠（1990），女，工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化、智能电网调度自动化网络分析；刘瑛琳（1994），女，硕士研究生，主要从事电力系统故障分析与保护工作；刘燕莹（1994），女，硕士研究生，主要研究方向为柔性直流输电线路故障定位；罗国敏（1983），女，副教授，硕士生导师，主要研究方向为电力系统在线监测、暂态信号检测与分析，故障定位以及人工智能；王小君（1978），男，副教授，博士生导师，主要研究方向为电-热-气综合能源系统、电力系统分析与控制、新能源接入系统建模与分析、主动配电网故障诊断与定位。
基金资助:
国家电网公司科技项目“张家口可再生能源示范区重大科技示范工程运维关键技术研究”（52130A17005H）

Research on Protection Method Based on Time-Spectrum for Hybrid HVDC Transmission Line

NING Wenyuan1， YANG Xiaonan2， LIU Yinglin3， LIU Yanying3， LUO Guomin3，WANG Xiaojun3

1.State Grid Jibei Electric Power Company Limited， Beijing 100053， China；2. State Key Laboratory of Power Grid Safety and Energy Conservation（China Electric Power Research Institute）， Beijing 100192， China；3. Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China

Online:2019-10-01
Supported by:
This work is supported by State Grid Corporation of China Research Program （No. 52130A17005H）.

摘要/Abstract

摘要： 随着输电系统容量的增加与多落点负荷的需求，输电线路不再仅仅是两端的传输，换流站也不仅仅是单一的类型，混合多端直流输电系统是一种必然的趋势。然而，现有的传统和柔性直流输电线路的保护方法不能直接应用在混合多端直流输电系统。针对混合多端直流输电系统特殊的结构和较高的速动性要求，文章提出一种基于单端时频谱暂态电气量的混合直流输电线路保护方法。首先，利用接地极电流与稳态电流相比较，根据电流变化量积分值方向构成选极元件，依据电流时频谱分量所占比重构成区内外识别的判据。最后参考某实际工程在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型进行理论验证。依据仿真结果，所提的保护方法可以准确识别区内外故障，选择故障极，具有耐受过渡电阻及噪声干扰的能力。

关键词: 混合直流输电系统, 故障特性分析, 暂态保护, 时频谱分量, 故障识别

Abstract: With the increase of transmission capacity and the demand of multi-drop load， transmission lines are no longer just two-end transmission， and converter stations are not only a single type. Hybrid multi-terminal HVDC transmission system is an inevitable trend. However， the existing protection methods for traditional and flexible HVDC transmission can't be directly applied to hybrid multi-terminal HVDC transmission system. Aiming at the requirement of special structure and high speed of hybrid multi-terminal HVDC transmission system， this paper presents a protection method for hybrid HVDC transmission line on the basis of single-terminal time-frequency spectrum transient electrical quantity. Firstly， comparing the grounding current with the steady-state current， the polar selector is constructed according to the direction of the integral value of the current variation， and the criterion of internal and external identification is constituted according to the spectrum component of the current. Finally， the simulation model of Wudongde HVDC transmission project in PSCAD/EMTDC is built to verify the theory. According to the simulation results， the proposed protection method can accurately identify internal and external faults， select fault poles， and resist certain transition resistance and noise interference.

Key words: hybrid HVDC transmission system, fault characteristic analysis, transient protection, time-frequency components, fault identification

中图分类号:

TM 73

宁文元，杨晓楠，刘瑛琳，刘燕莹，罗国敏，王小君. 基于时频谱的混合直流输电线路保护方法[J]. 电力建设, 2019, 40(10): 126-132.

NING Wenyuan1， YANG Xiaonan2， LIU Yinglin3， LIU Yanying3， LUO Guomin3，WANG Xiaojun3. Research on Protection Method Based on Time-Spectrum for Hybrid HVDC Transmission Line[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(10): 126-132.

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基于时频谱的混合直流输电线路保护方法

Research on Protection Method Based on Time-Spectrum for Hybrid HVDC Transmission Line

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