基于模型识别的VSC-HVDC直流输电线路方向元件.pdf

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1、第40卷第7期电力系统保护与控制V_01．40No．72012年4月1曰PowerSystemProtectionandControlApr．1，2012基于模型识别的VSC-HVDC直流输电线路方向元件宋国兵，蔡新雷，高淑萍，索南加乐，李德坤(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：电压源换流器型直流输电(Vo1tageSourceConverterHVDC，VSC-HVDC)直流线路两侧并联了大电容，在高频下系统侧阻抗可等效为并联电容阻抗。根据VSC—HVDC特有的系统结构，结合模型识别的基本思想

2、，提出了一种VSC-HVDC直流输电线路方向元件方向判别原理。在高频范围内，采用时域算法，通过两种模型的模型误差、识别的电感值和电容值与实际值的差异构成方向判据。理论分析和仿真实验表明，该方法不受故障类型、过渡电阻以及故障点位置影响，在各种工况下均可快速可靠地判别故障方向。关键词：电压源换流器型直流输电；直流输电线路；方向元件；模型识别；最小二乘法DirectionalelementforVSC．HVDCtransmissionlinesbasedonmodeliden觚cationSONGGuo-bing，CAI

3、Xin-lei，GAOShu—ping，SUONANJia-le，LIDe—kun(SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049，China)Abstract：AstheimpactofthelargeshuntcapacitoronbothterminalsoftheHVDCtransmissionlinesinVSC．HVDC．thesystemimpedanceCanbeequivalenttoshuntcapacitori

4、mpedanceinhighfrequencydomain．Accordingtothischaracteristic，adirectionalprotectiveschemebasedonmode1identificationmethodforVSC-HVDCtransmissionlinesiSproposed．Theschemedetectstransmissionlinefaultbycomparingdiferenceofthemodelerror,inductanceandcapacitancecalc

5、ulatedintwodiferentmodelsandtherealvaluesusingtimedomainalgorithminhighfrequencyband．Thesimulationresultsshowthatthemethodisnotafectedbyfaulttype，faultlocationandtransitionresistance，anditcarlidentifythefaultreliablyandrapidlyinanycondition．ThisworkiSsupported

6、byNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51037005andNo．5l177128)．Keywords：VSC．HVDC：HVDCtransmissionline；directionalelement；modelidentification；leastsquaremethod中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1674—3415(2012)07-0078．06直流线路故障中瞬时性故障的概率占90％以上，此0引言时只需重启直流系统即可恢复正常运行，而无需闭电

7、压源换流器型直流输电技术(VoltageSource锁。因此，高性能的直流输电线路继电保护可及时ConverterHVDC，VSCHVDC)在新能源并网、孤发现线路故障，提高瞬时性故障重启成功率，是直岛供电、城市电网改造等诸多领域将有广阔的应用流系统安全运行的重要保证。目前VSC．HVDC直前景l卜引。目前，我国上海南汇风电场柔性直流输电流线路保护仅简单借用传统电流源换流器型直流并网工程己成功投入试运行。输电的线路保护原理，而没有考虑到其自身的特直流输电线路线路长、故障率高，其继电保护性。的可靠性对于整个系统的安全

8、运行至关重要。然而目前，直流输电线路以行波保护作为快速的主目前直流线路继电保护存在着理论不完备、没有普保护，电流差动保护作为慢速的后备保护[4-10]。行遍适用的整定原则、依赖于仿真进行整定等问题，波保护具有动作速度快，不受负载、长线分布电容从而导致了目前直流输电线路保护的可靠性不高。等因素的影响的特点，但可靠性不高，耐过渡电阻大量直流线路故障仍是由直流控制