基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法和系统与流程

1.本发明涉及继电保护领域,并且更具体地，涉及一种基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法和系统。


背景技术：

2.与传统交流输电系统相比，高压直流输电系统具有输送容量大、传输距离远、损耗低等优点，在远距离输电、大区域的电网互联、地下电缆输电等方面得到了广泛应用。高压直流输电线路肩负能源产地和负荷中心之间电能传输的重任，其输电距离远，运行条件恶劣，故障率相对直流系统其他部分更高，约占直流系统故障的50%。因此，高性能的高压直流输电线路保护对提高整个电网的安全稳定性具有重要意义。
3.目前，直流输电线路保护主要包括行波保护、微分欠压保护、纵联差动保护等。其中，行波保护和微分欠压保护作为直流输电线路主保护，可以快速响应直流线路故障（3~5ms），但是高阻故障时保护灵敏度低。而且，行波保护受到雷击干扰影响保护易误动。雷击干扰时，反行波的幅值会陡然增大，产生较大的突变，保护易误动。微分欠压保护则受极间互感影响非故障极线路保护易误动。纵联差动保护作为直流输电线路后备保护，具备良好的反映高阻接地故障的能力，但在外部短路时，长距离输电线路的分布电容电流会产生较大差流，为防止保护误动，其动作延时设置较长（百毫秒甚至秒级），而且需要同时获取两站电流，依靠站间通讯交互两侧的电流信号，且通信通道的可靠性影响保护性能。
4.因此，需要一种技术，既能提高直流线路故障时的保护动作速度，又能保证保护在雷击干扰或受极间互感影响时不发生误动。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的直流线路保护高阻故障时灵敏度不高，受雷击干扰或极间互感影响保护容易误动或者需要站间通信且动作延时设置较长的技术问题，本发明提供一种基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法，所述方法包括：采集第一直流输电线路m侧在k时刻的线路电流i
im
(k)和第二直流输电线路m侧在k时刻的线路电流iⅱm
(k)，其中，所述m侧是第一直流线路的整流站侧和逆变站侧中的任意一个；根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量；基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果；当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满
足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
6.进一步地，所述根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量，其计算公式为：其计算公式为：式中，t
s
为采样时间间隔，di
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流差分值；
t0为第一直流输电线路m侧的保护启动时刻，j1为第一直流输电线路m侧在k时刻的差分电流时域累积量；n为t0至t时间段的采样点数，d1为正向区内外故障判据动作量；di
‑
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流；t为设置的浮动门槛计算窗长，j2为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流时域累积量；k1为正向区内外故障判据门槛值，di
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流差分值的绝对值中的最大值，i
set
为设置的固定门槛值，k
k
为设置的可靠系数，ρ为设置的浮动门槛系数，λ
d
为设置的正向区内外故障制动系数，所述i
set
，k
k
，ρ，λ
d
均为常数；i
set
>0，按照躲过线路正向区外故障整定，k
k
>1，ρ>1；δi
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量，j3为第一直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；d2为方向判据动作量，η1为设置的差分比例系数；λ
δ
(t)为方向雷击制动系数，设置为随时间推移而降低的折线函数，t0时刻λ为m1λ0，t0 δt1时刻λ为m2λ0，t0 δt2时刻及之后λ为m3λ0，m1>m2>m3，λ0按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；k2为方向判据门槛值，i
sel
为设置的方向门槛值，按照保证线路末端高阻故障有足够灵敏度整定；n
t
为t0至（t0 t）时间段的采样点数，δi
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流突变量中的最大值，η2为设置的最大值差分比例系数；δiⅱm
(k)为第二直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量；d3为第一极突变时域累积量；d4为双极故障动作量；j4为第二直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；j5为第二极突变时域累积量，σ为设置的选极系数。
7.进一步地，基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果，其中：基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定的正向区内外故障判据的表达式为：d1>k1基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定的方向判据的表达式为：d2>k2基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定的选极判据的表达式为：d3>j5基于双极故障动作量确定的双极故障判据的表达式为：d4>i
seth
式中，i
seth
为设置的双极故障动作门槛值，按照另一极线路末端故障有灵敏度整定；当判据的表达式成立时，判据的动作结果为判据动作，当判据的表达式不成立时，判据的动作结果为判据不动作。
8.进一步地，所述当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口包括：当正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口；或者
当正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
9.根据本发明的另一方面，本发明提供一种基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护系统，所述系统包括：数据采集单元，用于采集第一直流输电线路m侧在k时刻的线路电流i
im
(k)和第二直流输电线路m侧在k时刻的线路电流iⅱm
(k)，其中，所述m侧是第一直流线路的整流站侧和逆变站侧中的任意一个；数据计算单元，用于根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量；动作结果单元，用于基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果；动作出口单元，用于当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
10.进一步地，所述数据计算单元根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量，其计算公式为：
式中，t
s
为采样时间间隔，di
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流差分值；t0为第一直流输电线路m侧的保护启动时刻，j1为第一直流输电线路m侧在k时刻的差分电流时域累积量；n为t0至t时间段的采样点数，d1为正向区内外故障判据动作量；di
‑
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流；t为设置的浮动门槛计算窗长，j2为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流时域累积量；k1为正向区内外故障判据门槛值，di
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流差分值的绝对值中的最大值，i
set
为设置的固定门槛值，k
k
为设置的可靠系数，ρ为设置的浮动门槛系数，λ
d
为设置的正向区内外故障制动系数，所述i
set
，k
k
，ρ，λ
d
均为常数；i
set
>0，按照躲过线路正向区外故障整定，k
k
>1，ρ>1；δi
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量，j3为第一直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；d2为方向判据动作量，η1为设置的差分比例系数；λ
δ
(t)为方向雷击制动系数，设置为随时间推移而降低的折线函数，t0时刻λ为m1λ0，t0 δt1时刻λ为m2λ0，t0 δt2时刻及之后λ为m3λ0，m1>m2>m3，λ0按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；k2为方向判据门槛值，i
sel
为设置的方向门槛值，按照保证线路末端高阻故障有足够灵敏度整定；n
t
为t0至（t0 t）时间段的采样点数，δi
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流突变量中的最大值，η2为设置的最大值差分比例系数；δiⅱm
(k)为第二直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量；d3为第一极突变时域累积量；d4为双极故障动作量；j4为第二直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；j5为第二极突变时域累积量，σ为设置的选极系数。
11.进一步地，所述动作结果单元基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果，其中：基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定的正向
区内外故障判据的表达式为：d1>k1基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定的方向判据的表达式为：d2>k2基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定的选极判据的表达式为：d3>j5基于双极故障动作量确定的双极故障判据的表达式为：d4>i
seth
式中，i
seth
为设置的双极故障动作门槛值，按照另一极线路末端故障有灵敏度整定；当判据的表达式成立时，判据的动作结果为判据动作，当判据的表达式不成立时，判据的动作结果为判据不动作。
12.进一步地，所述动作出口单元当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口包括：当正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口；或者当正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
13.本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项所述基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的步骤。
14.本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的步骤。
15.本发明技术方案提供的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法和系统利用直流输电系统的两极直流输电线路的单侧线路电流计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量、第二极突变时域累积量和双极故障动作量，并基于所述计算结果建立正向区内外故障判据，方向判据，选极判据和双极故障判据，当所述判据满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，直流输电线路单侧的保护动作出口。所述方法和系统对数据采样率要求不高，计算量小，能够快速准确识别直流线路故障，大幅提升高阻故障时保护灵敏度和速度，另一极线路故障等区外故障或雷击干扰时可靠不动作，解决高阻故障时保护灵敏度低、雷击干扰或受极间互感影响时线路保护易误动、或者需要站间通信且动作延时设置较长的问题，全面提升直流输电线路保护性能，对保障电网安全与稳定运行具有重要意义。
附图说明
16.通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的流程图；图2为根据本发明优选实施方式的典型双极高压直流输电系统示意图；图3a为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时正向区内外故障判据的动作结果示意图；图3b为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时方向判据的动作结果示意图；图3c为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时选极判据的动作结果示意图；图3d为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时双极故障判据的动作结果示意图；图4a为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时正向区内外故障判据的动作结果示意图；图4b为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时方向判据的动作结果示意图；图4c为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时选极判据的动作结果示意图；图4d为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时双极故障判据的动作结果示意图；图5a为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时正向区内外故障判据的动作结果示意图；图5b为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时方向判据的动作结果示意图；图5c为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时选极判据的动作结果示意图；图5d为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时双极故障判据的动作结果示意图；图6为根据本发明优选实施方式的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护系统的结构示意图。
具体实施方式
17.现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
18.除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
19.图1为根据本发明优选实施方式的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的流程图。如图1所示，本优选实施方式所述的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法100从步骤101开始。
20.在步骤101，采集第一直流输电线路m侧在k时刻的线路电流i
im
(k)和第二直流输电线路m侧在k时刻的线路电流iⅱm
(k)，其中，所述m侧是第一直流线路的整流站侧和逆变站侧中的任意一个。
21.在步骤102，根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量。
22.在步骤103，基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果。
23.在步骤104，当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
24.优选地，所述根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量，其计算公式为：
式中，t
s
为采样时间间隔，di
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流差分值；t0为第一直流输电线路m侧的保护启动时刻，j1为第一直流输电线路m侧在k时刻的差分电流时域累积量；n为t0至t时间段的采样点数，d1为正向区内外故障判据动作量；di
‑
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流；t为设置的浮动门槛计算窗长，j2为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流时域累积量；k1为正向区内外故障判据门槛值，di
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流差分值的绝对值中的最大值，i
set
为设置的固定门槛值，k
k
为设置的可靠系数，ρ为设置的浮动门槛系数，λ
d
为设置的正向区内外故障制动系数，所述i
set
，k
k
，ρ，λ
d
均为常数；i
set
>0，按照躲过线路正向区外故障整定，k
k
>1，ρ>1；δi
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量，j3为第一直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；d2为方向判据动作量，η1为设置的差分比例系数；λ
δ
(t)为方向雷击制动系数，设置为随时间推移而降低的折线函数，t0时刻λ为m1λ0，t0 δt1时刻λ为m2λ0，t0 δt2时刻及之后λ为m3λ0，m1>m2>m3，λ0按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；k2为方向判据门槛值，i
sel
为设置的方向门槛值，按照保证线路末端高阻故障有足够灵敏度整定；n
t
为t0至（t0 t）时间段的采样点数，δi
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流突变量中的最大值，η2为设置的最大值差分比例系数；δiⅱm
(k)为第二直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量；d3为第一极突变时域累积量；d4为双极故障动作量；j4为第二直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；j5为第二极突变时域累积量，σ为设置的选极系数。
25.本优选实施方式所述的方法计算量小，对数据采样率要求不高，能够快速准确识别直流线路故障，大幅提升高阻故障时保护灵敏度和速度，另一极线路故障等区外故障或雷击干扰时可靠不动作，与现有技术相比，可解决高阻故障灵敏度低、雷击干扰或极间互感的存在易导致非故障极线路保护误动的问题，全面提升直流输电线路保护性能，对保障电网安全与稳定运行具有重要意义。
26.优选地，基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果，其中：基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定的正向区内外故障判据的表达式为：d1>k1基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定的方向判据的表达式为：d2>k2基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定的选极判据的表达式为：d3>j5基于双极故障动作量确定的双极故障判据的表达式为：d4>i
seth
式中，i
seth
为设置的双极故障动作门槛值，按照另一极线路末端故障有灵敏度整定；当判据的表达式成立时，判据的动作结果为判据动作，当判据的表达式不成立时，判据的动作结果为判据不动作。
27.优选地，所述当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口包括：当正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口；或者当正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
28.图2为根据本发明优选实施方式的典型双极高压直流输电系统示意图。本优选实施方式中，搭建了基于实际
±
500kv直流输电工程参数的rtds仿真模型如图2所示，所述的典型双极高压直流输电系统包括整流站、逆变站及双极输电线路，极i线路、极ii线路为两极直流输电线路，其中，极i线路为正极线路，极ii线路为负极线路，将极i线路、极ii线路分别视为第一直流输电线路和第二直流输电线路，以极i线路整流站（m侧）保护作为研究对象，i
im
为极i线路整流站保护获取电流，iⅱm
为极ii线路整流站（m侧）保护获取电流，正极线路电流正方向为极母线指向线路，负极线路电流正方向为线路指向极母线。
29.图3a为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时正向区内外故障判据的动作结果示意图。如图3a所示，当图2中的第一直流线路区内全线高高阻（800ω）故障时，逆变侧出口处f1点经800ω过过渡电阻故障1.9ms时正向区内外故障判据动作量大于正向区内外故障判据动作门槛，正向区内外故障判据可靠动作。
30.图3b为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时方向判据的动作结果示意图。如图3b所示，当图2中的第一直流线路区内全线高高阻（800ω）故障时，逆变侧出口处f1点经800ω过过渡电阻故障4ms时方向判据动作量大于方向判据动作门槛，
方向判据可靠动作。
31.图3c为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时选极判据的动作结果示意图。如图3c所示，当图2中的第一直流线路区内全线高高阻（800ω）故障时，逆变侧出口处f1点经800ω过过渡电阻故障1.5ms时第一极突变时域累积量大于第二极突变时域累积量，选极判据可靠动作。
32.图3d为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生高阻故障时双极故障判据的动作结果示意图。如图3d所示，当图2中的第一直流线路区内全线高高阻（800ω）故障时，逆变侧出口处f1点经800ω过渡电阻故障双极故障动作量小于双极故障动作门槛，双极故障判据不动作。
33.综合图3a，3b，3c和3d的判据的动作结果可知，所述判据的动作结果满足当正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口，而仿真验证结果为第一直流输电线路区内全线高阻（800ω）故障时，保护在4ms内可靠动作，两者一致，证明本技术的技术方案在直流输电线路发生高阻故障时，保护具有高灵敏性和快速性。
34.图4a为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时正向区内外故障判据的动作结果示意图。如图4a所示，当图2中的第二直流线路逆变侧出口处f2点金属性故障时，正向区内外故障判据动作量大于正向区内外故障判据动作门槛，正向区内外故障判据动作。
35.图4b为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时方向判据的动作结果示意图。如图4b所示，当图2中的第二直流线路逆变侧出口处f2点金属性故障时，方向判据动作量大于方向判据动作门槛，方向判据动作。
36.图4c为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时选极判据的动作结果示意图。如图4c所示，当图2中的第二直流线路逆变侧出口处f2点金属性故障时，第一极突变时域累积量小于第二极突变时域累积量，选极判据可靠不动作。
37.图4d为根据本发明优选实施方式的第二直流输电线路发生单极线路故障时双极故障判据的动作结果示意图。如图4d所示，当图2中的第二直流线路逆变侧出口处f2点金属性故障时，双极故障判据动作量小于双极故障判据动作门槛，双极故障判据可靠不动作。
38.综合图4a，4b，4c和4d的判据的动作结果可知，在第二极发生故障时，虽然正向区内外故障判据和方向判据动作，但由于保护动作出口需要满足正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作，或者正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作，而由于本实施方式中，双极故障判据和选极判据都可靠不动作，因此，最终的结果是保护可靠不动作，与仿真验证结果一致，证明本技术的技术方案在第二直流线路故障时，保护并不受极间互感影响，实现了非故障极线路——第一直流线路可靠不动作。
39.图5a为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时正向区内外故障判据的动作结果示意图。如图5a所示，当图2中的第一直流线路发生雷电干扰时，正向区内外故障判据动作量大于正向区内外故障判据动作门槛，正向区内外故障判据动作。
40.图5b为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时方向判据的动作结果示意图。如图5b所示，当图2中的第一直流线路发生雷电干扰时，由于加入了雷击制动系数，方向判据动作门槛值可靠大于方向判据动作量，方向判据可靠不动作。
41.图5c为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时选极判据的动作结果示意图。如图5c所示，当图2中的第一直流线路发生雷电干扰时，第一极突变时域累积量大于第二极突变时域累积量，选极判据动作。
42.图5d为根据本发明优选实施方式的第一直流输电线路发生雷击干扰时双极故障判据的动作结果示意图。如图5d所示，当图2中的第一直流线路发生雷电干扰时，双极故障动作量小于双极故障动作门槛，双极故障判据不动作。
43.综合图5a，5b，5c和5d的判据的动作结果可知，当第一直流线路发生雷电干扰时，虽然正向区内外故障判据和选极判据动作，但由于保护动作出口需要满足正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作，或者正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作，而由于本实施方式中，双极故障判据和方向判据都可靠不动作，因此，最终的结果是保护可靠不动作，与仿真验证结果一致，证明本技术的技术方案在第一直流线路发生雷电干扰故障时，第一直流线路保护可靠不动作。
44.图6为根据本发明优选实施方式的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护系统的结构示意图。如图6所示，本优选实施方式所述的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护系统600包括：数据采集单元601，用于采集第一直流输电线路m侧在k时刻的线路电流i
im
(k)和第二直流输电线路m侧在k时刻的线路电流iⅱm
(k)，其中，所述m侧是第一直流线路的整流站侧和逆变站侧中的任意一个；数据计算单元602，用于根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量；动作结果单元603，用于基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果；动作出口单元604，用于当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
45.优选地，所述数据计算单元601根据线路电流i
im
(k)计算正向区内外故障判据动作量，正向区内外故障判据门槛值，方向判据动作量，方向判据门槛值，第一极突变时域累积量和双极故障动作量，以及根据线路电流iⅱm
(k)计算第二极突变时域累积量，其计算公式为：
式中，t
s
为采样时间间隔，di
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流差分值；t0为第一直流输电线路m侧的保护启动时刻，j1为第一直流输电线路m侧在k时刻的差分电流时域累积量；n为t0至t时间段的采样点数，d1为正向区内外故障判据动作量；di
‑
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流；t为设置的浮动门槛计算窗长，j2为第一直流输电线路m侧在k时刻的负斜率电流时域累积量；k1为正向区内外故障判据门槛值，di
immax
(t )为
t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流差分值的绝对值中的最大值，i
set
为设置的固定门槛值，k
k
为设置的可靠系数，ρ为设置的浮动门槛系数，λ
d
为设置的正向区内外故障制动系数，所述i
set
，k
k
，ρ，λ
d
均为常数；i
set
>0，按照躲过线路正向区外故障整定，k
k
>1，ρ>1；δi
im
(k)为第一直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量，j3为第一直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；d2为方向判据动作量，η1为设置的差分比例系数；λ
δ
(t)为方向雷击制动系数，设置为随时间推移而降低的折线函数，t0时刻λ为m1λ0，t0 δt1时刻λ为m2λ0，t0 δt2时刻及之后λ为m3λ0，m1>m2>m3，λ0按照线路末端高阻故障有灵敏度整定；k2为方向判据门槛值，i
sel
为设置的方向门槛值，按照保证线路末端高阻故障有足够灵敏度整定；n
t
为t0至（t0 t）时间段的采样点数，δi
immax
(t )为t时刻以及t时刻之前的所有时刻的电流突变量中的最大值，η2为设置的最大值差分比例系数；δiⅱm
(k)为第二直流输电线路m侧在k时刻的电流突变量；d3为第一极突变时域累积量；d4为双极故障动作量；j4为第二直流输电线路m侧在k时刻的突变电流时域累积量；j5为第二极突变时域累积量，σ为设置的选极系数。
46.优选地，所述动作结果单元603基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定正向区内外故障判据的动作结果，基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定方向判据的动作结果；基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定选极判据的动作结果；以及基于双极故障动作量确定双极故障判据的动作结果，其中：基于所述正向区内外故障判据动作量和正向区内外故障判据门槛值确定的正向区内外故障判据的表达式为：d1>k1基于所述方向判据动作量和方向判据门槛值确定的方向判据的表达式为：d2>k2基于第一极突变时域累积量和第二极突变时域累积量确定的选极判据的表达式为：d3>j5基于双极故障动作量确定的双极故障判据的表达式为：d4>i
seth
式中，i
seth
为设置的双极故障动作门槛值，按照另一极线路末端故障有灵敏度整定；当判据的表达式成立时，判据的动作结果为判据动作，当判据的表达式不成立时，判据的动作结果为判据不动作。
47.优选地，所述动作出口单元604当所述正向区内外故障判据、方向判据、选极判据和双极故障判据的动作结果满足设置的电流时域累积量保护逻辑时，第一直流输电线路m侧保护动作出口包括：当正向区内外故障判据、方向判据和选极判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口；或者当正向区内外故障判据、方向判据和双极故障判据同时动作时，第一直流输电线路m侧保护动作出口。
48.本发明所述基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护系统对直流输电线路
进行保护的步骤与本发明所述基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法采取的步骤相同，并且达到的技术效果也相同，此处不再赘述。
49.本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的步骤。
50.另外，本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于电流时域累积量的高压直流输电线路保护方法的步骤。
51.已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
52.通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
[0053]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
[0054]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0055]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0056]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0057]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。