基于变尺度滤波的直流电缆线路保护研究.pdfVIP

摘要

摘要

直流线路是目前重要输电通道之一，与交流线路相比，直流线路传输容量大，线

路损耗低，潮流易于控制，利于分布式能源的消纳，随着直流负荷的增长，直流输配

电已成为目前研究热点之一。电力电子技术的不断发展使直流输电已突破瓶颈，但众

多电力电子器件的接入也加剧系统谐波复杂程度，该问题干扰系统稳定甚至造成保护

误动。本文围绕记及谐波影响的直流输电线路的保护展开研究。

针对非线性元件引发的谐波问题，本文将谐波予以变动时间窗进行滤波处理，可

满足不同需求，在此基础上提出基于变尺度滤波阻抗保护方法，该保护通过三段式设

置，使整个保护整体兼具选择性和灵敏性。Ⅰ段保护设置高定值，短时间窗，用于迅

速识别严重故障；Ⅱ段设置较高定值，较长时间窗，具有较强滤波效果，其滤波自带

时间延迟，可靠识别系统故障；Ⅲ段设置低定值，长时间窗，具有强滤波效果，可滤

除系统中所有特征谐波，以识别轻微故障。将滤波与保护相配合，完成保护。

在直流电缆线路保护方法中，阻抗保护抗过渡电阻能力弱，而经过渡电阻接地故

障时有发生，仅靠阻抗保护难以完成全线全故障的可靠识别。本文设置了偏移失衡保

护作为后备保护，该保护通过判别偏移系数，可靠识别区内、区外故障以及正常情

况，解决传统保护无法区分区外和正常允许的情况。区外故障时，该系数增大；区内

故障时，该系数降低，不仅可以作本线路后备保护，同时可以作相邻线路的远后备保

护。

在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建直流输电线路仿真模型，本文模型参数基于

实际工程实践，用MATLAB进行仿真数据分析。结果表明，阻抗保护Ⅰ段快速识别故

障；Ⅱ段和Ⅲ段可靠识别故障；偏移失衡保护具有很强抗过渡电阻能力，弥补阻抗保

护不足。本文所提的方案结合可以准确、灵敏、可靠的识别系统故障，两种保护相互

配合，满足四性要求，具有一定工程应用价值。

关键词：直流线路；谐波特性；变尺度滤波；阻抗保护；偏移失衡保护

论文类型：应用研究

I

ABSTRACT

ABSTRACT

DClineisoneoftheimportanttransmissionchannelsatpresent.ComparedwithAClines,

DClineshavegreatertransmissioncapacity,easiertocontrolforpowerflow,betterpower

quality,andaremoreconducivetotheconsumptionofdistributedenergy.Withthegrowth

ofDCloads,DCtransmissionanddistributionhasbecomeoneofthecurrentresearch

hotspots.Thecontinuousdevelopmentofpowerelectronicstechnologyhasovercomethe

bottleneckofDCtransmission,buttheaccessofnumerouspowerelectronicdeviceshasalso

causedcomplexharmonicproblemsinthesystem,whichcaninterferewithsystemstability

andevencauseprotectionmisoperation.ThisarticlefocusesontheprotectionofDC

transmissionlinesaffectedbyharmonicwave.

Toaddresstheharmonicp