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申请/专利权人：北京交通大学

摘要：本发明为一种基于保控协同的直流线路阻抗幅值保护方法，该保护方法解决以下问题：1与传统的被动式保护方案相比，不再依赖于短暂的故障暂态特性；2主动利用换流器产生特征信号识别故障，化被动为主动，极大减小了换流器非线性的影响；3在产生特征信号的同时，抑制了故障电流的增长速率，可起到保护电力电子元件的作用。本发明所述方法具有以下优点：①利用半桥型换流器在故障后主动注入特征信号，无需额外添加设备，即可创造故障特征可靠的识别故障区间；②无需等待故障隔离后再进行故障识别，具有快速性优点；③相比于全桥型子模块，所提方法的经济性能更好；④具有选择性，不会因为单条线路故障而使得整个系统停运。

主权项：1.一种基于保控协同的直流线路阻抗幅值保护方法，其特征在于，所述保护方法的应用场景为三端辐射状柔性直流输电网络，MMC1、MMC2与MMC3分别为网络三端的换流器，其出口的母线分别为Bus1、Bus2和Bus3，而连接换流器的线路为L12和L23，Bus1和Bus2通过L12连接，Bus2和Bus3通过L23连接，包括以下步骤：S1、当线路发生故障后，故障点将产生故障行波，向线路两端以光速传播；S2、当线路两端的测量装置感受到电压急剧变化时，则认为直流系统发生了故障，判别公式如下：|duBus2dt|ΔUset3式中，uBus2为UBus2点上的电压，ΔUset为设置检测故障发生的门槛值；S3、当识别到故障发生之后，进一步利用公式4判断故障发生方向，若限流电抗器线侧的电压变化率大于换流器侧，则认为是正向故障，发出换流器主动注入控制启动信号，若限流电抗器线侧电压变化率小于换流器侧，则不会启动主动注入控制；|duBus2dt||duCon2dt|4式中，uCon2为限流电抗器与换流器MMC2之间UCon2点上的电压；S4、当公式3和4同时满足后，MMC2换流器将切换到控制模式2，开启主动注入控制，产生的特征信号的频率为600Hz，并持续至少2个周期以上；S5、提取注入频率下的特征电压、电流信号，计算出注入频率下的阻抗幅值，并构建故障识别判据： 式中，Uin、Iin分别为输入端注入频率下的特征电压和电流，Zin为注入频率下的输入阻抗幅值，ΔZ为设置区内外故障的门槛值，krel2为可靠系数，Ze为区外输入阻抗值；对于区外故障，通过代入公式6得到区外输入阻抗值Ze， 式中，为输入端注入频率下的特征电压矢量，为输入端注入频率下的特征电流矢量，ω为输入端注入频率下的角频率，Zc为波阻抗，l为输电线路长度，L0为线路单位长度的电感，C0为线路单位长度的电容，L为线路末端的限流电抗器；求得Ze为1081.43Ω，将Ze为1081.43Ω和可靠系数krel2代入公式5计算出ΔZ为865.14Ω；满足公式5就能判断区内线路发生故障。

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