Page 23 - 电力与能源2024年第二期

王沥泽：考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方法 163

表 1 电缆线路参数 数据中添加 10 dB 噪声分量，观察在柔性直流配
线路名称 线路长度/km 线路电阻/Ω 线路电感/mH 电网中电压变化率的改变情况，具体结果如图 2
15 0.244 2.344
R 1
所示。
15 0.045 0.463
R 2
15 0.233 0.355
R 3
选择其中一条线路 R 2，在该线路中设置故障，
具体类型为单极正负向接地故障和双极接地故
障。配电网在额定工况下运行，设置仿真步长为

0.1 ms，采样过程中所用的频率为 15 kHz，数据窗
长度为 2 ms。配电网中设置一定数量的采样点，
将故障样本放入训练模型中进行训练，并按照一
定比例生成测试集。
在显著性水平为 0.01 的情况下，当 R 2 区域发
生故障时，在故障点处设置不同的过渡电阻。对

线路左侧的故障电流进行保护检测。提取柔性直
流线路中的电流特征，利用线路两侧限流电压的
相关性，设定故障识别阈值为 0.452，大于故障识
别判据则表示为区内故障。
2.2 结果与分析 图 2 直流电压变化率
针对 R 2 区域内存在的故障，运用本文方法进 由试验结果可知，两个对照组区外故障的直

行配电线路故障保护。针对不同工况，得到的保 流电压变化率远超于区内故障，使得保护过程中
护结果如表 2 所示。 会出现误动作；而试验组的区外故障直流电压变
表 2 保护结果 化率与区内故障直流电压变化率几乎一致，在抗
故障位置 过渡电阻/Ω 暂态能量和 M 判断结果 干扰方面的能力较强，使得保护不动作，保护动作
0 120.553 区内/正极
更可靠。避免了线路接地时可能发生的拒动问
单极正向接地故障 50 125.415 区内/正极
题，使得保护结果更具有效性。
100 51.211 区内/正极
0 115.212 区内/正极 综上所述，运用本文设计的保护方法能够准
单极负向接地故障 50 102.544 区内/正极
确反映柔性直流配电线路的故障信息，增强抵抗
100 52.324 区内/正极
噪声干扰的能力，在配电网中具有较高的可靠性，
由表 2 中的数据可知，通过与阈值进行比较
实现了考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方
可以发现，试验结果远大于阈值，判定为正极故
法的良好应用。
障，保护动作正确。所以针对不同的故障位置，运
用本文方法均能够准确识别故障，在线路末端的 3 结语
恶劣工况下，仍具有较高的可靠性，能够较为准确 本研究从柔性直流配电线路保护入手，探讨
地对故障进行识别。 了考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方法的
在实际采样过程中，受高斯噪声影响采样信 应用。该方法能够显著增强对配电线路的保护可

号可能会发生畸变，为了能够判断本文方法在噪 行性和有效性，准确识别和定位出现故障的区段，
声环境中的保护效果，设置对比试验。将本文方 并且能够有效切断故障支路。然而，该方法还存
法作为试验组，将过电流保护方法和短路保护方 在一些不足，例如配电线路的建设成本问题、维护
法分别作为对照 A、B 组。通过在区外故障采样 （下转第 168 页）