高压直流输电线路继电保护与故障定位新原理研究

能源分布和电网结构决定了高压直流输电在我国具有广阔应用前景。直流输电线路长、故障率高，其继电保护与故障定位关系到直流输电系统的安全性和故障恢复速度。现有的直流输电线路继电保护体系理论不完备、原理单一、可靠性差。本课题充分利用直流输电系统的结构特点和控制特性，提出了一系列直流输电线路继电保护与故障定位新原理，具体包括：基于分布参数模型的距离保护、利用频率特性的单端电气量保护、利用末端补偿电压的低电压保护、基于分布参数模型的自适应电流差动保护、利用电流突变的纵联方向保护、以及基于分布参数模型的故障定位。基于提出的保护新原理，构建的直流输电线路继电保护体系理论完备、易于整定；任何时刻都至少有两种以上的保护原理反映故障存在，可靠性高；能够做到高阻故障的快速切除，兼顾了快速性和灵敏度。初步研究结果表明，该理论体系对电流源换流器直流输电线路、电压源换流器直流输电线路、以及多端直流输电线路均适用。

本项目针对直流输电线路的继电保护问题，提出了输电线路继电保护及故障定位新原理，并利用所提出的继电保护原理构成高性能直流输电线路继电保护方案，提高了电力系统的稳定性。项目主要研究成果如下:.1. 利用电力系统仿真软件建立CSC-HVDC及VSC-HVDC输电系统仿真模型，为后续继电保护新原理提供了验证平台。.2. 研究了利用双、多端电气量的直流输电线路纵联保护原理，分别提出了：利用突变电流极性的纵联保护、基于分布参数模型的电流差动保护、以及基于模型识别的纵联保护新原理。.3. 研究了利用单端电气量的直流输电线路快速保护原理，分别提出了：利用特征频率的全线速动保护、基于分布参数模型的距离保护、低电压保护、以及利用单极电气量的故障选极原理。.4. 利用所提出的上述继电保护新原理，构建了高性能的直流输电线路继电保护方案。.5. 研究了直流输电线路故障定位原理，分别提出了：基于分布参数模型、基于参数识别、利用固有频率、以及基于行波电压分布特征的故障定位原理。