Protection Directional Element for Transmission Line of Inverter-interfaced Generator Station Based on Positive-sequence <italic style="font-style: italic">d</italic>-axis Current Variation

WEN Minghao; CHEN Yu; WANG Yuxi; MA Ruizhi; HAN Ke; XU Qingyuan

doi:10.7500/AEPS20240619001

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Protection Directional Element for Transmission Line of Inverter-interfaced Generator Station Based on Positive-sequence d-axis Current Variation

Application Research | 更新时间：2025-07-14

- Protection Directional Element for Transmission Line of Inverter-interfaced Generator Station Based on Positive-sequence d-axis Current Variation
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 14, Pages: 190-199(2025)
- 作者机构：
  
  1.许继电气股份有限公司，河南省许昌市 461000
  2.强电磁技术全国重点实验室（华中科技大学），湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52277103)
- DOI：10.7500/AEPS20240619001
  CLC：
- Received：19 June 2024，
  
  Revised：2025-01-22，
  
  Published Online：17 April 2025，
  
  Published：25 July 2025
- 稿件说明：
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文明浩,陈玉,王玉玺等.基于正序d轴电流变化量的逆变型电源场站送出线保护方向元件[J].电力系统自动化,2025,49(14):190-199.

WEN Minghao,CHEN Yu,WANG Yuxi,et al.Protection Directional Element for Transmission Line of Inverter-interfaced Generator Station Based on Positive-sequence d-axis Current Variation[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):190-199.
文明浩,陈玉,王玉玺等.基于正序d轴电流变化量的逆变型电源场站送出线保护方向元件[J].电力系统自动化,2025,49(14):190-199. DOI： 10.7500/AEPS20240619001.

WEN Minghao,CHEN Yu,WANG Yuxi,et al.Protection Directional Element for Transmission Line of Inverter-interfaced Generator Station Based on Positive-sequence d-axis Current Variation[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):190-199. DOI： 10.7500/AEPS20240619001.

摘要

方向元件是距离保护的重要组成部分，逆变型电源暂态故障特征会导致现有基于稳态工频相量的方向

元件性能劣化，存在不正确动作风险。通过分析逆变型电源和常规电源故障后

轴电流暂态变化特征，提出了适用于逆变型电源场站送出线保护的方向元件，通过比较故障后短时间内正序

轴电流变化量判别故障的方向。电磁暂态仿真结果表明，逆变型电源的故障穿越控制目标和故障前输出功率发生变化时，所提方向元件仍然适用，能够准确识别故障方向。建立了典型的逆变型电源送出系统动模试验模型，动模试验数据表明所提方向元件能够快速准确判别故障方向，在现有保护装置采样率下性能良好。

Abstract

The directional element is a critical component of distance protection. However

the transient fault characteristics of the inverter-interfaced generator (IIG) may degrade the performance of conventional directional elements relying on steady-state power-frequency phasors

posing risks of maloperation. By analyzing the transient characteristics of

-axis current in IIGs and conventional generators during faults

this paper proposes a protection directional element for the transmission line of inverter-interfaced generator stations. The proposed method identifies the fault direction by comparing the variation of positive-sequence

-axis current shortly after the fault. Electromagnetic transient simulation results show that the proposed directional element remains applicable under conditions of varying fault ride-through control objectives and pre-fault output power in IIGs

ensuring accurate fault direction identification. A dynamic simulation test model for a typical IIG transmission system is also established

with experimental data confirming that the proposed directional element achieves rapid and accurate fault direction identification

exhibiting satisfactory performance under the sampling rate of existing protective devices

关键词

Keywords

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