一种基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法及保护系统与流程

    技术2026-08-16  12


    本发明属于继电保护,涉及一种母线保护方法及系统,尤其涉及一种基于差动导纳的母线保护方法和保护系统。


    背景技术:

    1、新型电力系统场景下,尤其是双端电力电子设备场景下,母线故障时故障电流呈明显弱馈及穿越性特征,系统谐波含量较大,这使得传统基于相量的母线保护原理出现灵敏度下降、甚至无法适用的问题。

    2、中国专利申请cn202211174786.x公开了一种用于高比例新能源系统的母线保护判据构建方法及装置,包括:获取母线极化电流和工作电流;所述母线极化电流包括母线电纳极化电流和母线电导极化电流;所述工作电流包括母线电纳工作电流和母线电导工作电流;根据所述母线电纳极化电流和母线电纳工作电流,以及母线的横向电气特征,构建母线的幅值保护判据;根据所述母线电导极化电流和母线电导工作电流,以及母线的横向电气特征,构建母线的相位保护判据;由所述幅值保护判据和相位保护判据构成所述母线的保护判据。但是该发明需进行相量提取,易受新型电力系统电源特性的影响,尤其在双端电力电子设备场景下,母线故障时故障电流呈明显弱馈及穿越性特征,系统谐波含量较大,该原理存在灵敏度下降的可能。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术存在的新型电力系统场景下母线故障电流呈明显弱馈及穿越性特征,系统谐波含量较大,从而导致基于相量的母线保护原理出现灵敏度下降、甚至无法适用的问题。本发明提供了一种利用电流电压瞬时值判断母线故障的母线保护方法及系统,该方法不需要提取相量,不受谐波影响,解决了背景技术中披露的问题。

    2、为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

    3、一种基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

    4、步骤1:采集母线各支路电流以及母线电压瞬时值;

    5、步骤2:计算母线差动导纳y;

    6、步骤3:当母线差动导纳大于差动导纳门槛值yset时,母线保护动作,否则,返回步骤1。

    7、本发明进一步包括以下优选方案:

    8、进一步优选地,

    9、在步骤1中,所述母线各支路电流包括连接在母线上的所有支路的电流。

    10、进一步优选地,

    11、在步骤2中,所述母线差动导纳y为母线差动电流与母线电压的比值。

    12、进一步优选地,

    13、在步骤2中,所述母线差动导纳y按以下方式计算:

    14、

    15、其中,id为母线瞬时差流,u为母线瞬时电压,k为m个采样点中的第k个采样点,y为母线差动导纳。

    16、进一步优选地,

    17、母线瞬时差流id按照下式计算得到:

    18、

    19、其中,in(k)为第n条支路的在第k个采样点时的电流瞬时采样值,n为与母线连接的p条支路中的第n条支路。

    20、进一步优选地,

    21、在步骤3中,当母线差动导纳y>yset,母线保护动作,yset为整定的差动导纳门槛值。

    22、进一步优选地,

    23、所述差动导纳门槛值yset按大于最大母线对地电容对应的导纳值整定。

    24、本申请同时公开了一种基于时域差动导纳的母线保护系统,包括支路电流采样模块、母线电压采样模块、差动导纳计算模块、动作判断模块;其特征在于:

    25、所述支路电流采样模块采集母线各支路电流瞬时值,母线电压采样模块采集母线电压瞬时值;

    26、所述差动导纳计算模块根据母线各支路电流瞬时值和母线电压瞬时值计算差动导纳y;动作判断模块将计算得到的差动导纳y与差动导纳门槛值yset时,当y>yset时,母线保护动作。

    27、进一步优选地,

    28、所述差动导纳模块包括母线瞬时差流计算单元和差动导纳计算单元。

    29、母线瞬时差流计算单元按照下式计算母线瞬时差流id:

    30、

    31、其中,in(k)为第n条支路的在第k个采样点时的电流瞬时采样值,n为母线总共p条支路中的第n条支路。

    32、差动导纳计算单元按照下式计算母线差动导纳y:

    33、

    34、其中,id为母线瞬时差流,u为母线瞬时电压,k为m个采样点中的第k个采样点。in为第n条支路的电流瞬时采样值,y为母线差动导纳。

    35、一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行母线保护方法。

    36、一种计算设备,包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行母线保护方法的指令。

    37、本发明所达到的有益效果:

    38、本发明通过采集母线保护电流电压瞬时值计算差动导纳,通过比较差动导纳计算值与整定门槛值的大小判断母线是否发生故障,提高了母线保护在新型电力系统场景下的灵敏度。



    技术特征:

    1.一种基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    3.根据权利要求1所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    4.根据权利要求1或3所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    5.根据权利要求4所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    6.根据权利要求1所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    7.根据权利要求6所述基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法,其特征在于:

    8.一种基于权利要求1-7任一项权利要求所述母线保护方法的母线保护系统,包括支路电流采样模块、母线电压采样模块、差动导纳计算模块、动作判断模块;其特征在于:

    9.根据权利要求8所述的母线保护系统,其特征在于:

    10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行根据权利要求1-7所述的方法中的任一方法。

    11.一种计算设备,其特征在于,包括:


    技术总结
    一种基于时域差动导纳的灵敏母线保护方法及保护系统,实时采集母线各支路电流以及母线电压瞬时值,计算母线差动导纳,当母线差动导纳大于差动导纳门槛值时,母线保护动作。本发明通过采集母线各支路电流、母线电压实时值计算出差动导纳,通过判断差动导纳是否大于设定门槛,决定母线保护是否动作,不需要进行相量提取,不受系统谐波影响,本发明公开的母线保护方法动作速度快,能适应新型电力系统。

    技术研发人员:王寅丞,戴魏,吴通华,徐凯,郑玉平,陈宏岩,张凯宇,王中浪,朱翔,常鑫瑞
    受保护的技术使用者:国电南瑞科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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