基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护方法及系统与流程

本发明涉及电气，更具体地，涉及一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护方法及系统。

背景技术：

1、柔性低频输电频率低于工频，线路充电无功小、输送能力强；较直流输电，电流可过零开断，易组网；在中远距离海上风电等场景独具优势。西安交通大学率先开展了50/3hz低频输电技术研究，国内外采用该频率，开展了海上风电低频送出系统与设备特性分析；随着电力电子技术发展，频率变换更加灵活，频率改变对系统暂稳态行为、电气设备电磁时空特性等产生重要影响，风机换流器群和交交换流器的接入使系统行为更加复杂。导致低频交流输电系统故障后，呈现短路电流幅值受限，以及非整次谐波含量高等特征，现有的工频量保护原理基于全波傅里叶算法，当应用于低频交流输电系统时，受数据窗长的影响，保护动作速度显著降低，且灵敏度难以满足要求。

2、因此，需要针对低频输电线路提出一种新的保护方法，快速准确识别故障。

技术实现思路

1、本发明技术方案提供一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护方法及系统，以解决基于全波傅里叶算法的保护方法动作速度难以满足低频输电线路的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护方法，所述方法包括：

3、利用半波傅里叶算法计算零序电压相量值与零序差动电流相量值；

4、基于所述零序电压相量值与所述零序差动电流相量值计算零序导纳，获取零序导纳定值；

5、基于所述零序电压相量值、所述零序差动电流相量值以及所述零序导纳定值建立零序导纳保护判据；

6、基于所述导纳保护判据的判断结果进行保护动作。

7、优选地，所述利用半波傅里叶算法计算零序电压相量值与零序差动电流相量值，包括：

8、分别获取线路两侧三相电流采样值：ia1、ib1、ic1、ia2、ib2、ic2；

9、分别获取线路两侧三相电压采样值：ua1、ub1、uc1、ua2、ub2、uc2；

10、计算低频线路零序差动电流采样值为：i∑0＝(ia1+ib1+ic1)+(ia2+ib2+ic2)；

11、计算低频线路两侧零序电压采样值之和为：u∑0＝(ua1+ub1+uc1)+(ua2+ub2+uc2)；

12、利用半波傅里叶算法计算零序差动电流相量值：

13、

14、其中，i∑0r为零序差动电流相量实部，i∑0i为零序差动电流相量虚部，，n为低频一周期采样点数，k表示第k个采样点；

15、利用半波傅里叶算法计算零序电压相量和：

16、

17、其中，u∑0r为零序差动电压相量实部，u∑0i为零序差动电压相量虚部。

18、优选地，所述基于所述零序电压相量值与所述零序差动电流相量值计算零序导纳，获取零序导纳定值，零序导纳计算公式：

19、

20、优选地，所述基于所述零序电压相量值、所述零序差动电流相量值以及所述零序导纳定值建立零序导纳保护判据，其中所述导纳保护判据为：

21、

22、其中，yset为零序导纳定值，iset为零序差动电流定值。

23、优选地，所述基于所述导纳保护判据的判断结果进行保护动作，还包括：

24、所述导纳保护判据经与门输出后获取判断结果；

25、当系统正常运行或发生非不对称接地故障时，判断结果为不满足条件；

26、当系统发生区内单相接地故障时，判断结果为满足条件，进行保护动作。

27、基于本发明的另一方面，本发明提供一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护系统，所述系统包括：

28、计算单元，用于利用半波傅里叶算法计算零序电压相量值与零序差动电流相量值；

29、获取单元，用于基于所述零序电压相量值与所述零序差动电流相量值计算零序导纳，获取零序导纳定值；

30、建立单元，用于基于所述零序电压相量值、所述零序差动电流相量值以及所述零序导纳定值建立零序导纳保护判据；

31、结果单元，用于基于所述导纳保护判据的判断结果进行保护动作。

32、优选地，所述计算单元，用于利用半波傅里叶算法计算零序电压相量值与零序差动电流相量值，还用于：

33、分别获取线路两侧三相电流采样值：ia1、ib1、ic1、ia2、ib2、ic2；

34、分别获取线路两侧三相电压采样值：ua1、ub1、uc1、ua2、ub2、uc2；

35、计算低频线路零序差动电流采样值为：i∑0＝(ia1+ib1+ic1)+(ia2+ib2+ic2)；

36、计算低频线路两侧零序电压采样值之和为：u∑0＝(ua1+ub1+uc1)+(ua2+ub2+uc2)；

37、利用半波傅里叶算法计算零序差动电流相量值：

38、

39、其中，i∑0r为零序差动电流相量实部，i∑0i为零序差动电流相量虚部，n为低频一周期采样点数，k表示第k个采样点；

40、利用半波傅里叶算法计算零序电压相量和：

41、

42、其中，u∑0r为零序差动电压相量实部，u∑0i为零序差动电压相量虚部。

43、优选地，所述获取单元，用于基于所述零序电压相量值与所述零序差动电流相量值计算零序导纳，获取零序导纳定值，其中零序导纳计算公式：

44、

45、优选地，所述导纳保护判据为：

46、

47、其中，yset为零序导纳定值，iset为零序差动电流定值。

48、优选地，所述结果单元用于基于所述导纳保护判据的判断结果进行保护动作，还用于：

49、所述导纳保护判据经与门输出后获取判断结果；

50、当系统正常运行或发生非不对称接地故障时，判断结果为不满足条件；

51、当系统发生区内单相接地故障时，判断结果为满足条件，进行保护动作。

52、基于本发明的又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一项所述的一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护的方法。

53、基于本发明的又一方面，本发明提供一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和存储器；其中，

54、所述存储器，用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

55、所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行上述任一项所述的一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护的方法。本发明技术方案一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护方法及系统，其中方法包括：利用半波傅里叶算法计算零序电压相量值与零序差动电流相量值；基于零序电压相量值与零序差动电流相量值计算零序导纳，获取零序导纳定值；基于零序电压相量值、零序差动电流相量值以及零序导纳定值建立零序导纳保护判据；基于导纳保护判据的判断结果进行保护动作。本发明提出一种基于半波傅里叶算法的低频线路零序导纳保护及系统，是利用半波傅里叶算法计算电压与电流的相量值，并由低频线路两侧的零序差动电流与零序电压相量和的比值计算零序导纳，构建零序导纳保护原理。本发明技术方案能有效识别低频线路单相接地故障，提升保护的灵敏度与动作速度，为低频输电线路的安全可靠运行提供有力支撑。