直流线路的故障识别及保护方法和装置与流程

1.本发明涉及电力系统继电保护技术技术领域，尤其涉及一种直流线路的故障识别及保护方法和装置。


背景技术：

2.直流线路多采用单端量保护作为主保护方案，但其易受故障电阻的影响，因而其可靠性会降低。此外，单端量保护因过渡依赖边界元件而影响其适用范围。可靠性较高的双端量保护常被作为直流系统或直流线路的后备保护方案。目前研究较多的双端量保护方案可以分为：电流差动保护、方向纵联保护、基于波形相关性保护。目前直流工程多采用电流差动保护作为直流线路的后备保护方案，但其易受分布电容电流的影响，且工程中需要采用增加延时等复杂方案来完善其功能。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种直流线路的故障识别及保护方法和装置，可以解决现有技术中直流线路保护方案容易受线路分布电容电流的影响，导致无法准确区分区内外障碍且保护效果不佳的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种直流线路的故障识别及保护方法，该方法包括：
5.获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；
6.根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
7.为实现上述目的，本发明第二方面提供一种直流线路的故障识别及保护装置，该设备包括：
8.波阻抗获取模块，用于获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；
9.故障类型确定模块，用于根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
10.为实现上述目的，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
11.为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
12.采用本发明实施例，具有如下有益效果：
13.本技术的直流线路的故障识别及保护方案具有较高的可靠性和灵敏性，不易受线路分布电容电流、故障距离和过渡电阻的影响，能够可靠地识别区内外故障，满足多端柔性直流输电系统对继电保护的要求。在线路末端高阻故障时也能正确动作，可以作为直流线路的快速后备保护。且本方案的动作判据回避了门槛整定困难的问题，只需通过比较数据窗内各直流线路两侧的测量波阻抗差异即可识别出区内外故障，不依赖测量装置对故障行波特征进行深入刻画，降低了对采样率的要求。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.其中：
16.图1为本发明实施例中直流线路的故障识别及保护方法的应用环境图；
17.图2为本发明实施例中直流线路的故障识别及保护的流程图；
18.图3为一具体实施例中四端柔性直流输电系统拓扑图；
19.图4为区内故障时行波传播过程示意图；
20.图5为区外故障时行波传播过程示意图；
21.图6为本发明实施例中直流线路的故障识别及保护装置的结构框图；
22.图7为本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.图1为一个实施例中直流线路的故障识别及保护方法的应用环境图。参照图1，该直流线路的故障识别及保护方法应用于直流线路的故障识别及保护系统。该直流线路的故障识别及保护系统包括第一保护装置和第二保护装置，第一保护装置和第二保护装置可以通过网络通信。且第一保护装置和第二保护装置均位于同一条直流线路上，该直流线路还包括元器件集合1和元器件集合2，元器件集合1和元器件集合2均包括至少一个电子元器件。第一保护装置和元器件集合1位于同一侧记作第一侧，第二保护装置和元器件集合2位
于另一侧记作第二侧，第一侧和第二侧是相对的。第一保护装置用于在直流线路发生故障时测量第一侧的测量波阻抗，并将第一侧的测量波阻抗同步给第二保护装置；第二保护装置用于在直流线路发生故障时测量第二侧的测量波阻抗，并将第二侧的测量波阻抗同步给第一保护装置。第一保护装置还用于根据本侧即第一侧的测量波阻抗与对侧即第二侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定所在的直流线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。第二保护装置还用于根据本侧即第二侧的测量波阻抗与对侧即第一侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定所在的直流线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
25.如图2所示，在一个实施例中，提供了一种直流线路的故障识别及保护方法，该方法既可以应用于图1中的第一侧的第一保护装置，也可以应用于第二侧的第二保护装置，本实施例以应用于任意一侧的保护装置举例说明。该直流线路的故障识别及保护方法具体包括如下步骤：
26.步骤s100：获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值。
27.具体地，本实施例应用于本侧的保护装置。保护装置即直流线路的故障识别及保护装置。本侧的保护装置在所在的直流线路为故障线路后测量本侧的测量波阻抗，并将本侧的测量波阻抗发送给对侧的保护装置。同理，对侧的保护装置在所在的直流线路为故障线路后测量对侧的测量波阻抗，并将对侧的测量波阻抗发送给本侧的保护装置。
28.线路一侧的测量波阻抗为保护装置测量到的线路中目标电压行波与目标电流行波的比值。其中，目标电压行波和目标电流行波为在直流线路确定为故障线路后、首次到达该保护装置的行波所对应的电压行波和电流行波。
29.步骤s200：根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
30.具体地，本侧的保护装置在获取到本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗后，计算本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值。如果本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值不超过设定的整定值，则确定该故障线路发生故障的故障类型为区内故障；如果本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值超过设定的整定值，则确定该故障线路发生故障的故障类型为区外故障。
31.其中，区内故障是指故障节点位于本侧的保护装置和对侧的保护装置之间。区外故障是指故障节点不位于本侧的保护装置和对侧的保护装置之间。
32.本实施例不易受线路分布电容电流的影响，能够可靠地识别区内外故障，满足多端柔性直流输电系统对继电保护的要求。且本方案的动作判据回避了门槛整定困难的问题，只需通过比较数据窗内各直流线路两侧的测量波阻抗差异即可识别出区内外故障，不依赖测量装置对故障行波特征进行深入刻画，降低了对采样率的要求。
33.在一个实施例中，任意一侧的测量波阻抗的计算公式为：
[0034][0035]
其中，zm为一侧的测量波阻抗，um为确定被测直流线路为故障线路后一侧保护装
置检测到的故障线路的初始电压行波，im为确定被测直流线路为故障线路后同一侧保护装置检测到的故障线路的初始电流行波；
[0036][0037][0038]
其中，umb为一侧保护装置检测到的故障线路的初始电压反行波，umf为同一侧保护装置检测到的故障线路的初始电压前行波，imb为同一侧保护装置检测到的故障线路的初始电流反行波，imf为同一侧保护装置检测到的故障线路的初始电流前行波。
[0039]
具体地，本实施例的目标电压行波um为确定被测直流线路为故障线路后在一侧保护装置检测到的故障线路的初始电压行波，目标电流行波im为确定被测直流线路为故障线路后在同一侧保护装置检测到的故障线路的初始电流行波。初始电压行波包括初始电压反行波和初始电压前行波；初始电流行波包括初始电流反行波和初始电流前行波。
[0040]
此外，本实施例的同一侧是指同一个公式里面几个测量量是由同一侧的保护装置测量到的。
[0041]
在一个实施例中，若为区内故障，则本侧和对侧均能检测到前行波和反行波；
[0042]
本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗的计算公式均为：
[0043][0044]
其中，
[0045]
因此，
[0046]
其中，zc为故障线路的直流线路波阻抗，ρ为初始行波在故障线路边界处的反射系数，zl为平波电抗器的阻抗。
[0047]
具体地，根据直流线路的行波传播原理，如果为区内故障，则两侧的保护装置处的行波中既有反行波也有前行波。根据公式(3)-(5)可得，本侧的测量波阻抗为本侧的平波电抗器的阻抗，对侧的测量波阻抗为对侧的平波电抗器的阻抗。
[0048]zdif
＝||z
m1
|-|z
m2
||＜z
set
ꢀꢀꢀ
公式(6)
[0049]
其中，z
dif
为两侧的测量波阻抗的差值的绝对值；z
m1
为第一侧的测量波阻抗，z
m2
为第二侧的测量波阻抗，z
set
为设定的整定值，z
set
的取值根据两侧的平波电抗器的阻抗决定。
[0050]
当为区内故障时，z
m1
＝-z
l1 z
m2
＝-z
l2
[0051]zl1
为第一侧的平波电抗器的阻抗，z
l2
为第二侧的平波电抗器的阻抗。
[0052]zdif
＝||-z
l1
|-|-z
l2
||
[0053]
对于多端柔性直流输电系统而言，其换流站出口处一般配置了相同或差距不大的平波电抗器。因此，线路两侧保护装置的平波电抗器阻抗相同或差距较小，因此如果为区内故障，直流线路两端测量波阻抗相等或接近相等，其差值为0或为较小差值。
[0054]
此外，公式(3)-(5)中的测量量或已知量均由同一侧的保护装置测量到的或者为直流线路同一侧的电气参数。
[0055]
在一个实施例中，若为区外故障，则靠近故障点的保护装置无反行波流过，无反行波流过的一侧的u
mb
和i
mb
均为0，
[0056]
故，靠近故障点的保护装置检测到的测量波阻抗的计算公式为：
[0057][0058]
有反行波流过的另一侧的测量波阻抗的计算公式为：
[0059][0060]
具体地，根据直流线路的行波传播原理，如果为区外故障，则一侧的保护装置的行波中不包括反行波，另一侧的保护装置的行波中既包括反行波也包括前行波。根据公式(7)可得，靠近故障点的保护装置检测到的测量波阻抗为该故障线路的直流线路波阻抗zc，直流线路波阻抗zc与直流线路所包含的电子元器件相关，是一个确定值。
[0061]
为区外故障时，z
m1
＝z
c z
m2
＝-z
l
[0062]zl
为检测到反行波的一侧的平波电抗器的阻抗。
[0063]zdif
＝||zc|-|-z
l
||
[0064]
对于多端柔性直流输电系统而言，发生区外故障时，直流线路两端的测量波阻抗的差值为一侧的平波电抗器阻抗与直流线路波阻抗的差值，其差值的绝对值大于线路两侧平波电抗器阻抗的差值的绝对值，因此如果为区外故障，直流线路两端的测量波阻抗的差值的绝对值大于整定值。
[0065]
在一个实施例中，在步骤s100之前，该方法还包括：
[0066]
获取被测直流线路的电压梯度值的变化量；
[0067]
若电压梯度值的变化量超过启动判据阈值，则将被测直流线路确定为故障线路。
[0068]
具体地，线路发生故障后，故障极的电压会迅速下降，因此利用电压梯度算法可以作为直流线路是否发生故障的判断依据和保护启动判据。
[0069][0070]
其中，为被测直流线路的电压梯度值的变化量，δu1为启动判据阈值。本侧的保护装置可以实时监测本侧的电压梯度值的变化量，电压梯度值的变化量可以根据每个判定节点之前的历史时刻检测或采样到的电压值计算得到；电压梯度值的变化量还可以根据每个判定节点之前的历史时刻检测或采样到的电压值以及之后的未来时刻检测或采样到的电压值计算得到。
[0071]
根据电压梯度算法，如果直流线路发生故障，则电压会迅速下降，因此，电压梯度
值的变化量会较大，超过启动判据阈值δu1。如果直流线路没有发生故障，则电压不会发生较大变化，因此，电压梯度值的变化量较小，不会超过启动判据阈值δu1。由此，可以根据电压梯度算法快速判断直流线路是否发生故障，进而确定是否启动保护执行步骤s100-s200及相关步骤。
[0072]
在一个实施例中，获取被测直流线路的电压梯度值的变化量，包括：
[0073]
获取在当前判定节点之后、测量到的被测直流线路的预设数量的第一电压值，其中，第一电压值为在当前判定节点之后每经历一个采样周期测量到的电压值；
[0074]
获取在当前判定节点之前、测量到的被测直流线路的预设数量的第二电压值，其中，第二电压值为在当前判定节点之前每经历一个采样周期测量到的电压值；
[0075]
计算预设数量的第一电压值之和与预设数量的第二电压值之和的差值，得到被测直流线路在当前判定节点的电压梯度值的变化量。
[0076]
具体地，
[0077][0078]
其中，为当前判定节点即s时刻的电压梯度值的变化量；u(s+j)为当前判定节点之后经历第j个采样周期测量到的第一电压值；u(s-j)为当前判定节点之前经历第j个采样周期测量到的第二电压值；δu1为启动判据阈值，k为大于1的正整数，k的取值例如可以为3、4、5等不局限于此。
[0079]
具体地，例如k＝3，则
[0080][0081]
在一个实施例中，步骤s200之后，该方法还包括：
[0082]
若故障线路的故障类型为区内故障，则对故障线路执行线路保护。
[0083]
具体地，如果本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值不超过设定的整定值，则确定故障线路发生故障的故障类型为区内故障。
[0084]
确定发生区内故障后，本侧保护装置可以对故障路线执行线路保护，例如断开故障线路。当然，对侧保护装置也同样能够确定故障类型，也可以执行线路保护。或者，为了确保线路保护的准确性，减少误判，本侧保护装置可以根据本侧保护装置的故障判断结果和对侧保护装置两侧的故障判断结果综合确定是否对故障线路执行线路保护。
[0085]
在一个实施例中，若故障线路的故障类型为区内故障，则对故障线路执行线路保护，包括：
[0086]
根据故障类型确定本侧的故障处理信号，其中，故障处理信号用于指示执行线路保护或不执行线路保护；
[0087]
若在确定本侧的故障处理信号之后预设时长内接收到对侧的故障处理信号，且本
侧的故障处理信号和对侧的故障处理信号均指示执行线路保护，则对故障线路执行线路保护。
[0088]
具体地，如果故障类型为区内故障，则生成的故障处理信号指示执行线路保护，如果故障类型为区外故障，则生成的故障处理信号指示不执行线路保护。本侧生成的故障处理信号会发送至对侧，对侧生成的故障处理信号会发送至本侧，因此本侧和对侧都能获取到两侧的故障处理信号。本侧会综合根据两侧的故障处理信号来决定是否对故障线路执行线路保护。
[0089]
如果本侧的故障处理信号和对侧的故障处理信号均指示执行线路保护，则本侧的保护装置会对故障线路执行线路保护。同理，本侧的故障处理信号和对侧的故障处理信号均指示执行线路保护，则对侧的保护装置也会对故障线路执行线路保护。
[0090]
如果本侧的故障处理信号和对侧的故障处理信号中至少一个指示不执行线路保护，则本侧保护装置不会对故障线路执行线路保护。同理，如果本侧的故障处理信号和对侧的故障处理信号中至少一个指示不执行线路保护，则对侧保护装置也不会对故障线路执行线路保护。
[0091]
本侧保护判断完成后，通过数据窗时间和最大等待时间的配合，只需交换两端保护装置的故障处理信息信号即可确定是否执行线路保护，不依赖大量数据的同步，且经过双方共同判断确定，故障判断更准确，减少误判。
[0092]
本实施例通过两侧保护装置的故障类别判断结论来综合判断是否执行线路保护，使得故障判断和线路保护更加可靠，降低误判。
[0093]
在一个实施例中，步骤s200具体包括：
[0094]
若本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值不超过设定的整定值，则确定故障线路发生故障的故障类型为区内故障；
[0095]
若本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值超过设定的整定值，则确定故障线路发生故障的故障类型为区外故障。
[0096]
具体地，z
dif
＝||z
m1
|-|z
m2
||＜z
set
[0097]
当为区内故障时，z
m1
＝-z
l1 z
m2
＝-z
l2
[0098]zl1
为第一侧的平波电抗器的阻抗，z
l2
为第二侧的平波电抗器的阻抗。
[0099]zdif
＝||-z
l1
|-|-z
l2
||接近于0或等于0。
[0100]
为区外故障时，z
m1
＝z
c z
m2
＝-z
l
[0101]zl
为检测到反行波的一侧的平波电抗器的阻抗。
[0102]zdif
＝||zc|-|-z
l
||大于0。
[0103]
区内故障时本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值小于区外故障时本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值的绝对值。
[0104]
图3为一具体实施例中四端柔性直流输电系统拓扑图，参考图3，该四端柔性直流输电系统拓扑图包括4条直流线路l1、l2、l3、l4、换流站mmc1、mmc2、mmc3、mmc4。直流线路l1包括保护装置m1和保护装置m2，以及与保护装置m1属于同一侧的平波电抗器、与保护装置m2属于同一侧的平波电抗器。如果保护装置m1所在一侧为本侧，则保护装置m2的一侧为对侧；如果保护装置m2所在一侧为本侧，则保护装置m1的一侧为对侧。保护装置m1和保护装置m2均可以获取被测直流线路l1的电压梯度值的变化量，若电压梯度值的变化量超过启动判
据阈值，则将被测直流输电线路l1确定为故障线路，获取故障线路l1发生故障时后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路l1发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0105]
如图3所示，在直流线路l1中如果故障点为保护装置m1和保护装置m2之间的故障点f1，则为区内故障；如果故障点为故障点f2，则为区外故障。
[0106]
故障发生后，会从故障点向线路两端传播故障行波，在母线处会发生折返射，我们定义从线路流向母线的为反行波，从母线流向线路的为前行波。
[0107]
图4为区内故障时行波传播过程示意图；参考图4，如果故障点为f1，则保护装置m1能够接收到第一反行波和第一前行波，第一反行波包括第一电压反行波u
m1b
和第一电流反行波i
m1b
；第一前行波包括第一电压前行波u
m1f
和第一电流前行波i
m1f
。保护装置m2能够接收到第二反行波和第二前行波，第二反行波包括第二电压反行波u
m2b
和第二电流反行波i
m2b
；第二前行波包括第二电压前行波u
m2f
和第二电流前行波i
m2f
。
[0108]
图5为区外故障时行波传播过程示意图；参考图5，如果故障点为f2，则保护装置m1能够接收到第一前行波，第一前行波包括第一电压前行波u
m1f
和第一电流前行波i
m1f
。保护装置m2能够接收到第二反行波和第二前行波，第二反行波包括第二电压反行波u
m2b
和第二电流反行波i
m2b
；第二前行波包括第二电压前行波u
m2f
和第二电流前行波i
m2f
。
[0109]
同理，直流线路l2包括保护装置m3和保护装置m4，以及与保护装置m3属于同一侧的平波电抗器、与保护装置m4属于同一侧的平波电抗器。保护装置m3和保护装置m4均可以获取被测直流线路l2的电压梯度值的变化量，若电压梯度值的变化量超过启动判据阈值，则将被测直流输电线路l2确定为故障线路，获取故障线路l2发生故障时后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路l2发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0110]
同理，直流线路l3包括保护装置m5和保护装置m6，以及与保护装置m5属于同一侧的平波电抗器、与保护装置m6属于同一侧的平波电抗器。保护装置m5和保护装置m6均可以获取被测直流线路l3的电压梯度值的变化量，若电压梯度值的变化量超过启动判据阈值，则将被测直流输电线路l3确定为故障线路，获取故障线路l3发生故障时后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路l3发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0111]
同理，直流线路l4包括保护装置m7和保护装置m8，以及与保护装置m7属于同一侧的平波电抗器、与保护装置m8属于同一侧的平波电抗器。保护装置m1和保护装置m8均可以获取被测直流线路l4的电压梯度值的变化量，若电压梯度值的变化量超过启动判据阈值，则将被测直流输电线路l4确定为故障线路，获取故障线路l4发生故障时后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧测量到的故障线路的目标电压行波与
目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路l4发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0112]
其中，每条直流线路两端的平波电抗器为一种限流电抗器，用于限制故障电流上升。
[0113]
其他直流线路l2-l4的判断原则参考直流线路l1的判断，此处不再赘述。
[0114]
此外，图3只是一种示例性举例，本技术可应用于各种不同的柔性直流输电系统，且柔性直流输电系统不局限于图3所示的拓扑图。图3所示的四端柔性直流输电系统拓扑图只是一种简化示意图，该四端柔性直流输电系统可能包括其他元器件本实施例中未示出。
[0115]
本技术通过直流线路电压梯度值的变化，判断直流线路是否有故障发生；在确定直流线路发生故障后，利用两侧的保护装置分别测量两侧的测量波阻抗，在线路内部故障时，线路两端测量波阻抗均为保护装置同侧的平波电抗器阻抗，差异较小；在线路外部故障时，线路两端测量波阻抗分别为保护装置同侧平波电抗器阻抗和线路波阻抗，差异较大，据此可以区分直流线路发生内部故障还是外部故障；两端保护装置判断完成后，仅需进行逻辑交换即可决定是否执行线路保护例如跳闸。本发明所提保护方案可作为多端柔性直流线路的后备保护。
[0116]
本技术的直流线路的故障识别及保护方案具有较高的可靠性和灵敏性，不受线路分布电容电流、故障距离和过渡电阻的影响，能够可靠地识别区内外故障，满足多端柔性直流输电系统对继电保护的要求，在线路末端高阻故障时也能正确动作，可以作为直流线路的快速后备保护。
[0117]
本方案的动作判据回避了门槛整定困难的问题，只需通过比较数据窗内各直流线路两侧的测量波阻抗差异即可识别出区内外故障，不依赖测量装置对故障行波特征进行深入刻画，降低了对采样率的要求。
[0118]
本侧保护判断完成后，通过数据窗时间和最大等待时间的配合，只需交换两端保护装置的故障处理信号即可确定是否执行线路保护，不依赖大量数据的同步，且经过双方共同判断确定，故障判断更准确，减少误判。
[0119]
考虑到大规模新能源并网、区域电网互联、中心负荷供电等方面的迫切需求，在现有柔性直流输电工程实践经验和理论研究基础上构建具有更高供电可靠性的直流电网成为国内外电力系统领域广泛关注和重视的热点问题。因此，本技术的直流线路的故障识别及保护方案能够为构建更高供电可靠性的直流电网增砖添瓦。
[0120]
图6为本发明实施例中直流线路的故障识别及保护装置的结构框图，该装置包括：
[0121]
波阻抗获取模块100，用于获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；
[0122]
故障类型确定模块200，用于根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0123]
图7示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是任意一个保护装置。如图7所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介
质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法实施例中的各个步骤。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0124]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0125]
在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：获取故障线路发生故障后本侧的测量波阻抗和对侧的测量波阻抗，其中，测量波阻抗为同一侧保护装置测量到的故障线路的目标电压行波与目标电流行波的比值；根据本侧的测量波阻抗与对侧的测量波阻抗的差值以及设定的整定值，确定故障线路发生故障的故障类型，其中，故障类型包括区内故障和区外故障。
[0126]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0127]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0128]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。