1.基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:首先引入改进电压梯度算法判据作为启动判据,并将当前时刻作为采样起始时刻;进而通过杰卡德相似度算法计算线路两端电流故障分量的相似度,完成故障区域判断;最后以起始时刻后
1ms内的正负极采样数据计算正负极能量比,实现故障选极。
2.基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:根据区内外故障分析电流故障分量的差异,当发生区内故障时,线路两端电流故障分量相同;当发生区外故障时,线路两端电流故障分量相反;
步骤2:选取数据窗;
步骤3:计算电流故障分量,电流故障分量计算公式如式(1)所示;
△I(i)=I(i)‑I(i‑n) (1)步骤4:利用改进电压梯度算法检测电压变化;
步骤5:计算线路两端电流故障分量的杰卡德相似度;
步骤6:提出区内外故障识别判据:
步骤7:计算正负极线路能量比,提出故障选极判据。
3.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤1中,规定正极线路电流由母线流向线路为正,负极线路电流由线路流向母线为正,根据叠加原理,直流系统发生故障后,系统的等效网络能够视为故障前、后两个网络的叠加;正极接地故障和负极接地故障原理相同,直流侧双极短路的故障特性与单极接地的故障特性基本相同。
4.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤2中,数据窗长度为0.5ms。
5.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤3中,综合考虑数据窗长度与所搭建模型线路长度,n值取25。
6.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤4中,利用改进电压梯度算法检测电压变化,如式(2)所示;
当 时,启动保护判据; 为当前采样时刻的电压梯度值;U(k‑i)为当前时刻前第i个采样点的直流电压采样值;Uset为保护启动阈值:要大于正常运行下的电压梯度最大值,小于故障线路电压梯度的最小值,并保证保护启动的灵敏性;第1个成立的采样点时间记为t0,为保护启动时刻。
7.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤5中,杰卡德相似度J计算公式如(3)式所示:这里Ai和Bi是数据窗内线路两端采样数据进行0、1处理之后的逻辑值;按△IA,△IB≥set1,1对采样数据进行0、1处理;set1为故障电流分量进行0、1处理的门槛值。
8.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤6中,区内故障时,线路两端电流故障分量极性均为正且远大于set1,即△IK={1,1,…,1}、△IM={1,1,…,1},求得J(△IK,△IM)=1;
区外故障时,健康线路由环状结构向故障点馈入电流,引起健康线路出现穿越性‘电流故障分量’且幅值大于set1;K端区外故障时,△IK={0,0,…,0}、△IM={1,1,…,1},M端区外故障时,△IK={1,1,…,1}、△IM={0,0,…,0},求得J(△IK,△IM)=0;为了保证保护的可靠性,同时提高保护方案的灵活性,定值设定在0.9,即:
9.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:所述步骤7中,采用式(7)所示改进的正、负极电流故障分量能量比来判别故障极;双极故障时,该值接近于1,单极故障时,定义极间累积能量比,故障极与非故障极电流故障分量能量之比大于1;
式中,△IP、△IN为正负极电流故障分量,ND为自t0时刻起1ms内的采样点数,D为正负极电流故障分量能量比值,Dset为故障极判据门槛值,考虑一定阈值,Dset取大于1。
10.根据权利要求2所述基于杰卡德相似度比较的多端柔性直流输电线路保护方法,其特征在于:该方法还包括:在一个数据窗内,分别检测△IK、△IM元素为1的最小个数m,当m>N1时,进行相似度计算,否则J=0;为了保证中点故障的动作速动性以及保护的可靠性,N1=N/2即可,N为1个数据窗内采样点数。