利用换流器构建有源边界的单端全线速动保护原理

宋国兵; 杨佳怡; 常仲学; 张晨浩; 徐瑞东

doi:10.7500/AEPS20220929015

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利用换流器构建有源边界的单端全线速动保护原理

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 利用换流器构建有源边界的单端全线速动保护原理
- Single-end Full-line High Speed Protection Principle Using Converter to Construct Active Boundary
- 电力系统自动化 2024年48卷第13期页码：160-170
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.电工材料电气绝缘全国重点实验室（西安交通大学），陕西省西安市 710049
- 作者简介：
  
  宋国兵(1972—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：song.gb@mail.xjtu.edu.cn
  杨佳怡(1999—)，女，通信作者，博士研究生，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：yangjiayi@stu.xjtu.edu.cn
  常仲学(1991—)，男，博士，助理教授，主要研究方向：配电网故障分析与保护。E-mail：changzhx@163.com
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司科技项目(52094020006U);国家自然科学基金资助项目(52107123);中国博士后基金资助项目(2021M692525)
- DOI：10.7500/AEPS20220929015
  中图分类号：
- 收稿：2022-09-29，
  
  修回：2023-11-30，
  
  网络出版：2024-05-31，
  
  纸质出版：2024-07-10
- 稿件说明：
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宋国兵,杨佳怡,常仲学等.利用换流器构建有源边界的单端全线速动保护原理[J].电力系统自动化,2024,48(13):160-170.

SONG Guobing,YANG Jiayi,CHANG Zhongxue,et al.Single-end Full-line High Speed Protection Principle Using Converter to Construct Active Boundary[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):160-170.
宋国兵,杨佳怡,常仲学等.利用换流器构建有源边界的单端全线速动保护原理[J].电力系统自动化,2024,48(13):160-170. DOI： 10.7500/AEPS20220929015.

SONG Guobing,YANG Jiayi,CHANG Zhongxue,et al.Single-end Full-line High Speed Protection Principle Using Converter to Construct Active Boundary[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):160-170. DOI： 10.7500/AEPS20220929015.

摘要

换流器技术变革导致线路边界的无源元件弱化甚至被取消，仅凭单端电气量特征难以实现全线范围内的故障识别。针对该问题，文中充分发挥换流器的高可控性，主动构建换流器对区内、外故障的特异性响应特征，建立与单端量保护具有配合关系的有源边界，进而实现单端全线范围的故障识别。在此基础上，进一步讨论有源边界特性的附加控制策略和关键参数的选择依据，并分析有源边界响应在故障回路中的传播规律，进而设计与之配合的单端全线速动保护判据。仿真验证结果表明，所提方法在高阻故障时仍能够可靠识别，提高了传统单端量保护的可靠性和灵敏性。

Abstract

The transformation of converter technology has led to the weakening or even cancellation of passive components at the line boundary

making it difficult to achieve fault identification across the full line length based solely on the single-end electrical characteristics. In response to this issue

this paper fully utilizes the high controllability of the converter

actively constructs specific response characteristics of the converter to internal and external faults

establishes active boundaries that cooperate with single-end quantity protection

and thus achieves fault identification across the full line length at a single end. On this basis

further discussion is conducted on the additional control strategies for active boundary characteristics and the selection criteria for key parameters. The propagation law of active boundary response in fault circuits is analyzed

and a single-end full-line high speed protection criterion is designed to match it. The simulation verification results show that the proposed method can still reliably identify high-resistance faults

improving the reliability and sensitivity of traditional single-end protection.

关键词

Keywords

references

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