徐 巖，程 姝，薛艷靜

(華北電力大學(xué) 新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071003)

0 引 言

隨著風(fēng)電、光伏等可再生清潔電源的快速發(fā)展以及直流負(fù)荷的廣泛應(yīng)用，直流配電技術(shù)已得到了越來越廣泛的關(guān)注[1，2]。與傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)相比，直流配電的優(yōu)勢體現(xiàn)在：供電容量大、電能質(zhì)量高、抗干擾性好、電能損耗小、控制靈活等方面[3-5]。直流配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是將以上優(yōu)勢發(fā)揮到最大化的前提。然而，實(shí)際配電系統(tǒng)中，不可避免面對絕緣老化或其他外力因素的影響，這將導(dǎo)致配電線路短路故障(單極接地故障、極間短路故障)的發(fā)生[6，7]。直流配電線路阻抗較小，一旦發(fā)生故障，直流側(cè)電容迅速放電，會(huì)產(chǎn)生急劇上升的故障暫態(tài)電流,一方面對換流站中的電力電子器件造成損壞；另外，直流側(cè)故障電流中的零序分量饋入到交流側(cè)，將對交流主網(wǎng)帶來極大的沖擊。因此，故障發(fā)生后立即檢測和識(shí)別故障線路并根據(jù)故障類型有選擇性地跳開斷路器，從而實(shí)現(xiàn)直流配電線路的保護(hù)是很有必要的[8]。

根據(jù)是否需要將故障信息進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以將直流線路的保護(hù)方法分為單端量和雙端量兩種。文獻(xiàn)[9-11]均基于單端量保護(hù)的原理。文獻(xiàn)[9]提出利用線路電流是否超過保護(hù)的電流閾值檢測故障，該方法原理簡單，但對于接線復(fù)雜的多端直流配電網(wǎng)拓?fù)?，電流閾值的整定非常?fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)[10]提出利用故障后收集到的保護(hù)安裝處的電壓電流信息，聯(lián)立方法求解故障距離，從而判斷區(qū)內(nèi)外故障，此方法計(jì)算量大且涉及到對電壓、電流數(shù)值微分的近似計(jì)算，會(huì)引起誤差。文獻(xiàn)[11]中線路直流電抗器會(huì)形成天然的高頻阻滯邊界，利用區(qū)內(nèi)外故障時(shí)線路電流的高頻暫態(tài)能量不同設(shè)計(jì)保護(hù)方案，但暫態(tài)能量受線路長度以及直流濾波電容的影響很大，改變線路結(jié)構(gòu)參數(shù)需要重新調(diào)整保護(hù)的整定值。相較于單端量保護(hù)，雙端量保護(hù)需要結(jié)合線路兩端的信息，可靠性更高，文獻(xiàn)[12]提出電流差動(dòng)保護(hù)，利用線路兩端的電流之和是否超過整定值實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)，但該方法對數(shù)據(jù)同步有很高的要求，在考慮通信延時(shí)等因素下會(huì)對故障的識(shí)別造成影響。文獻(xiàn)[13]利用線路兩端電流突變方向識(shí)別區(qū)內(nèi)外故障，但需要添加正負(fù)極電壓比值作為故障極辨識(shí)判據(jù)，保護(hù)原理比較復(fù)雜。文獻(xiàn)[14]通過計(jì)算線路兩端行波的相關(guān)性的大小判斷是否發(fā)生故障，該方法對同步通信要求不高，但只適用于電壓等級(jí)高以及線路較長的直流系統(tǒng)。

本文以基于電壓源型換流器(voltage source converter,VSC)的低壓直流配電網(wǎng)為研究對象，分析了直流線路在不同故障類型下的暫態(tài)電流特性，并利用區(qū)內(nèi)外故障時(shí)線路兩端換流站并聯(lián)電容電流以及保護(hù)安裝處測量電流的相關(guān)性構(gòu)造保護(hù)判據(jù)，提出了一種基于故障暫態(tài)電流Pearson相關(guān)系數(shù)的縱聯(lián)保護(hù)方案。

1 直流故障暫態(tài)電流特性分析

直流配電線路短路時(shí)的故障電流將在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到數(shù)千安，為減小故障電流造成的損失，應(yīng)在故障發(fā)展的第一階段，即電容放電階段，就完成故障識(shí)別并實(shí)施隔離措施。因此，設(shè)計(jì)一種快速、準(zhǔn)確的直流線路保護(hù)方案是十分必要的。

以圖1所示的雙端直流配電系統(tǒng)為例，其中，與換流站1、2并聯(lián)的的正負(fù)極電容電流分別為ip_ c1、in_ c1和ip_ c2、in_ c2，線路保護(hù)安裝處電流為ip_ L1、in_ L1以及ip_ L2、in_ L2，各個(gè)電流的正方向均已標(biāo)出，之后分析不同運(yùn)行情況下的電流實(shí)際方向的正負(fù)均以該參考正方向?yàn)榛鶞?zhǔn)。下面探討正常運(yùn)行以及不同故障發(fā)生時(shí)電容電流與保護(hù)安裝處的線路電流的關(guān)系特征。

圖1 基于VSC的雙端柔性直流配電網(wǎng)Fig.1 Double-terminal flexible DC distribution network based on VSC

1.1 正常運(yùn)行

與換流站相連的正負(fù)極電容兩端的電壓保持穩(wěn)定，均為1/2Udc，此時(shí)電容不充電也不放電，流過電容的電流為0；線路電流為穩(wěn)定的負(fù)荷電流。電容電流與保護(hù)安裝處的電流相互獨(dú)立，不相關(guān)。

1.2 極間短路

1.2.1 區(qū)內(nèi)極間短路

發(fā)生極間短路故障的等效電路如圖2所示，各電流實(shí)際流向已標(biāo)出，忽略交流側(cè)電源向直流線路的饋流，換流站1的正極電容放電電流與保護(hù)安裝處的電流在同一電流回路中且大小相等，對于換流站2也如此，即

圖2 區(qū)內(nèi)極間故障等效電路Fig.2 Equivalent circuit of internal pole-to-pole fault

(1)

式中每一端的電容電流與該端保護(hù)安裝處的電流大小保持一致，且方向相同，兩者為正相關(guān)。負(fù)極線路兩端也有同樣的結(jié)論，均為正相關(guān)。

1.2.2 區(qū)外極間短路

圖3為線路發(fā)生區(qū)外極間短路故障時(shí)線路的電流流向。從圖中可以看出，換流站1和2的直流并聯(lián)電容都會(huì)向故障點(diǎn)放電，換流站2的電容放電電流與該側(cè)保護(hù)安裝處的線路電流在同一放電回路中，兩者為相等關(guān)系，電流方向相同，具有正相關(guān)性；換流站 1側(cè)的電容電流與該側(cè)保護(hù)安裝處的線路電流不在同一放電回路中，兩者不相等，并且電流符號(hào)相反，具有負(fù)相關(guān)性。因此，區(qū)外故障時(shí)，線路兩端的電流相關(guān)性一正一負(fù)：近故障側(cè)為負(fù)相關(guān)，遠(yuǎn)故障側(cè)為正相關(guān)。

圖3 區(qū)外極間故障等效電路Fig.3 Equivalent circuit of external pole-to-pole fault

1.3 單極接地故障

1.3.1 區(qū)內(nèi)單極接地故障

以圖4所示的正極接地故障為例，故障極暫態(tài)電流相關(guān)性的分析方法與極間短路一致，即正極兩端的相關(guān)性均為正值。對于負(fù)極線路而言，負(fù)極線路流過負(fù)荷電流，在此過程中負(fù)極電容電壓逐漸升高，負(fù)極電容被充電。從圖中可以看出，in_ c1與in_ L1方向相反，為負(fù)相關(guān)；in_ c2與in_ L2方向相同，為正相關(guān)，因此，單極接地故障時(shí)的非故障極線路兩端的相關(guān)性一正一負(fù)。

圖4 區(qū)內(nèi)正極接地等效電路Fig.4 Equivalent circuit of internal pole-to-ground fault

1.3.2 區(qū)外單極接地故障

圖5為區(qū)外正極接地故障時(shí)的等效電路，線路兩端換流站的正極電容均向故障點(diǎn)放電。換流站2端正極的兩個(gè)電流為正相關(guān)；1端正極線路的保護(hù)安裝處電流ip_ L1與該端正極電容電流ip_ c1不在同一放電路徑中，兩者不相等且方向相反，為負(fù)相關(guān)性。而負(fù)極線路兩端的相關(guān)系數(shù)仍為一正一負(fù)，不再贅述。

圖5 區(qū)外正極接地等效電路Fig.5 Equivalent circuit of external pole-to-ground fault

2 基于Pearson相關(guān)系數(shù)的保護(hù)原理

2.1 Pearson相關(guān)系數(shù)

由第1節(jié)的分析可以看出，不同故障類型下，正負(fù)極兩端的電容電流和該端保護(hù)安裝處的線路電流的關(guān)系是不同的，為了更加明確具體的描述這兩個(gè)電流暫態(tài)量的關(guān)系特征，進(jìn)而構(gòu)造保護(hù)判據(jù)，本文采用 Pearson相關(guān)系數(shù)描述信號(hào)之間的相關(guān)性。

設(shè)有N個(gè)數(shù)據(jù)對(xi,yi),(i=1,2,……，n),Pearson相關(guān)系數(shù)ρ表達(dá)式為

(2)

式中：ρ的取值范圍為：-1≤ρ≤1。ρ的正負(fù)代表兩個(gè)變量的變化方向是否相同，即ρ>0時(shí)代表兩組變量正相關(guān)，即一組變量增加或減小時(shí)，另一組變量也跟著增大或減??；ρ<0代表兩組變量負(fù)相關(guān)，即兩者的變化方向相反。兩者相互關(guān)系的緊密程度體現(xiàn)在ρ的數(shù)值上，∣ρ∣ 越大代表相關(guān)性越強(qiáng)：∣ρ∣ =1代表兩個(gè)變量是完全相關(guān)關(guān)系；0.95<∣ρ∣<1表示變量顯著性相關(guān)關(guān)系；∣ρ∣=0 說明兩組變量相互獨(dú)立，不相關(guān)。

2.2 故障啟動(dòng)判據(jù)

系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，直流電流變化率幾乎為零，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，直流濾波電容迅速放電導(dǎo)致電流快速變化，因此，利用線路電流變化率構(gòu)成故障啟動(dòng)判據(jù)，如式(3)所示，以區(qū)分故障狀態(tài)以及負(fù)荷的正常波動(dòng)狀態(tài)。

(3)

門檻值diset/dt既要躲過非故障情況下的最大電流變化率，同時(shí)要保證線路末端經(jīng)高過渡電阻接地時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。

2.3 故障檢測與識(shí)別判據(jù)

本文選取各端換流站的直流電容放電電流和本端線路保護(hù)安裝處的電流計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)，令x=ik_cm,y=ik_Lm。k取p或n，分別表示線路正極或負(fù)極；m取1或2，代表換流站1端或2端。由上一小節(jié)的分析可知，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，故障極的電容電流和線路保護(hù)安裝處的電流方向相同，即ρ>0，為正相關(guān)，并且由于兩個(gè)暫態(tài)電流變化趨勢完全一致，相關(guān)性較強(qiáng)，ρ應(yīng)接近于1；對于非故障極或者發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，該極線路兩端的ρ為一正一負(fù)。因此，利用不同故障發(fā)生時(shí)正負(fù)極兩端相關(guān)系數(shù)的不同特征，設(shè)計(jì)保護(hù)判據(jù)為

(4)

式中：ρ1k代表換流站1端k極線路計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)；ρ2k為換流站2端k極線路計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)；ρF為保護(hù)的門檻值。為了保證保護(hù)的可靠性和靈敏性，在大量仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將門檻值設(shè)定在0.2～0.5之間，針對本文模型選擇ρF=0.3即可滿足要求。

2.4 保護(hù)方案

設(shè)計(jì)保護(hù)方案的流程圖如圖6所示，包含保護(hù)啟動(dòng)和故障判別兩部分，具體操作步驟為

圖6 保護(hù)流程圖Fig.6 Protection flow chart

(1)利用線路電流變化率判斷直流系統(tǒng)是否發(fā)生故障。一旦發(fā)生故障，啟動(dòng)判據(jù)動(dòng)作，發(fā)送啟動(dòng)命令給故障識(shí)別判據(jù)。

(2)故障檢測與識(shí)別判據(jù)收到啟動(dòng)命令后，收集一個(gè)數(shù)據(jù)窗長(2 ms)的電流數(shù)據(jù)，包括直流線路兩端的正負(fù)極電容電流和保護(hù)安裝處的電流，計(jì)算各自對應(yīng)的Pearson相關(guān)系數(shù)ρ是否大于門檻值ρF。為保證動(dòng)作可靠性，故障判別時(shí)連續(xù)滿足判據(jù) 3 次才能最終確認(rèn)是故障發(fā)生。

(3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷故障類型，若為直流線路區(qū)內(nèi)故障，跳開相應(yīng)斷路器，快速隔離故障；若為區(qū)外故障，保護(hù)復(fù)歸，為下一次保護(hù)動(dòng)作做準(zhǔn)備。

3 對多端柔性直流配電網(wǎng)的適用性分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證該保護(hù)方案的實(shí)用性，以圖7所示的四端環(huán)狀直流配電網(wǎng)為研究對象，對故障發(fā)生后暫態(tài)電流的Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析。

圖7 四端直流配電網(wǎng)示意圖Fig.7 Schematic diagram of four-terminal DC distribution network

3.1 區(qū)內(nèi)故障

圖8為Line1正極發(fā)生接地故障的等效電路圖。點(diǎn)劃線代表換流站1的正極電容對故障點(diǎn)的放電電流ip_ c1，虛線代表其他電源的直流側(cè)等效電容對故障點(diǎn)的放電電流ip_ c′。換流站1端的線路保護(hù)安裝處測得的電流為

圖8 四端直流配電網(wǎng)區(qū)內(nèi)故障等效圖Fig.8 Equivalence internal fault circuit of four-terminal DC distribution network

ip_L1=ip_c1+ip_c′

(5)

由于換流站1端的并聯(lián)電容距離故障點(diǎn)最近，放電路徑包含的總阻抗最小，因此，ip_c1遠(yuǎn)大于ip_c’,故障線路電流主要由換流站1側(cè)電容提供，兩者方向相同且變化趨勢相同，ρ1p>0且應(yīng)接近于1，對于2端也有ρ2p近似等于1成立。上述結(jié)論對于負(fù)極接地故障和極間短路故障的故障極均成立。

3.2 區(qū)外故障

當(dāng)線路Line3發(fā)生正極接地故障時(shí)，對于Line1而言為區(qū)外故障，線路Line1兩端的正極電容均向故障點(diǎn)放電放電，電容1、2的放電路徑如圖9所示。ip_ c2與ip_L2在同一電流路徑中，兩者方向相同，變化趨勢一致，ρ2p>0,而ip_L1與ip_ c1不在同一回路中且方向相反，為負(fù)相關(guān)，ρ1p<0。因此發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，本線路兩端的相關(guān)系數(shù)為一正一負(fù)，該結(jié)論對于區(qū)外其他線路發(fā)生負(fù)極接地故障以及極間短路類型均成立。

圖9 四端直流配電網(wǎng)區(qū)外故障等效電路Fig.9 Equivalence external fault circuit of four-terminal DC distribution network

由上述分析可知，多端柔性直流配電網(wǎng)發(fā)生區(qū)內(nèi)外故障時(shí)線路兩端的相關(guān)系數(shù)變化規(guī)律與雙端柔性直流配電網(wǎng)相同，因此，所提的保護(hù)方案適用于多端直流配電系統(tǒng)。

4 仿真驗(yàn)證

4.1 雙端直流線路區(qū)內(nèi)外故障測試

搭建如圖1所示的雙端直流配電系統(tǒng)，直流側(cè)電壓為±500 V，線路單位長度電阻為0.03 Ω/km,電感參數(shù)為0.287 mH/km,故障時(shí)刻為1 s,采樣頻率為10 kHz。對正極接地故障和換流站1出口處故障進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果如圖10所示。

圖10 雙端直流配電網(wǎng)故障仿真結(jié)果Fig.10 Simulation fault results of DC distribution network with two terminals

圖10(a)、(b)對應(yīng)距離換流站1側(cè)1 km處的正極接地故障時(shí)的正負(fù)極電流波形，從圖中可以看出，故障極電容電流與對應(yīng)端的線路入口電流重合，電容電流雖呈現(xiàn)振蕩波形的特征，但不會(huì)影響到最終相關(guān)系數(shù)的計(jì)算值。由于故障線路電流變化率為凸函數(shù)，在故障發(fā)生后的100 μs內(nèi)達(dá)到最大值[15]。仿真所用的采樣頻率為10 kHz,根據(jù)模型參數(shù)設(shè)置保護(hù)啟動(dòng)的整定值為35A/ms,正極線路兩側(cè)的電流變化率如附錄圖A1所示，可以看出，di/dt在故障后的第一個(gè)采樣點(diǎn)就超過了整定值，保護(hù)啟動(dòng)，之后進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。由于故障位置距離換流站1較近，因此1端的Pearson相關(guān)系數(shù)首先到達(dá)門檻值，2端相關(guān)系數(shù)也能夠在故障后1 ms內(nèi)到達(dá)門檻值，而負(fù)極線路相關(guān)系數(shù)為一正一負(fù)，不滿足動(dòng)作條件。通過計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)后一個(gè)數(shù)據(jù)窗的Pearson相關(guān)系數(shù)，判定為正極接地故障，保護(hù)動(dòng)作隔離故障。

圖A1 區(qū)內(nèi)正極接地故障時(shí)的故障極線路兩端的電流變化率Fig.A1 Rate of current change of fault pole line in pole-to ground fault

換流站1端出口正極接地故障的仿真結(jié)果如圖10(c)所示，ρ2p大于0并逐漸趨近于1，ρ1p始終小于0，不滿足動(dòng)作條件，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。

綜上分析，保護(hù)可以準(zhǔn)確識(shí)別雙端直流線路的故障。

4.2 多端直流線路區(qū)內(nèi)外故障的仿真測試

4.2.1 四端柔性直流配電線路區(qū)內(nèi)外仿真

對圖7所示的四端環(huán)狀直流配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)方案的有效性驗(yàn)證，系統(tǒng)參數(shù)如附錄表A2所示，故障時(shí)刻為故障時(shí)刻為1 s,采樣頻率為10 kHz。以線路Line1兩端得保護(hù)作為測試對象，對F1～F3三種故障進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果如圖11所示。

表A2 四端直流配電系統(tǒng)參數(shù)Tab.A2 Four terminal DC distribution system parameters

圖11 四端直流配電網(wǎng)故障仿真結(jié)果Fig.11 Simulation fault results of DC distribution network with four terminals

圖11(a)表示的是線路Line1距離換流站1端1 km發(fā)生的極間短路故障F1的仿真結(jié)果。圖中，換流站1的電容在1.007 s左右放電結(jié)束，之后ip_ c1與ip_L1相差很大。但用于計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)的數(shù)據(jù)窗長僅為2 ms,因此故障判別在1.007 s之前就已完成，電容放電階段結(jié)束不會(huì)影響故障的辨識(shí)。從圖中可以看出，在電容放電階段，盡管ip_ c1與ip_L1、ip_ c2與ip_L2數(shù)值不嚴(yán)格相等，但變化趨勢一致，仍然具有良好的正相關(guān)性，在故障后1 ms內(nèi)達(dá)到門檻值。負(fù)極兩端的波形以及相關(guān)系數(shù)變化與正極一致，保護(hù)判斷為線路Line1發(fā)生極間短路故障。

F2為線路Line1距離換流站1端 1 km處發(fā)生的正極接地故障，仿真結(jié)果如圖11(b)所示。正極作為故障極線路，其兩端的相關(guān)系數(shù)可以迅速達(dá)到1左右。圖11(c)為線路Line3發(fā)生的正極接地故障F3，對于線路Line1而言為區(qū)外故障，線路兩端計(jì)算結(jié)果一正一負(fù)，判定為非區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)不動(dòng)作。

為進(jìn)一步驗(yàn)證所提方法的有效性，對線路不同區(qū)段發(fā)生極間短路、單極接地故障進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)窗長(2 ms)時(shí)的Pearson相關(guān)系數(shù)，結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，線路任何區(qū)段發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)都可以正確識(shí)別故障類型并斷開相應(yīng)斷路器，隔離故障區(qū)域。而對于區(qū)外故障，保護(hù)不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。說明保護(hù)方案可以可靠的識(shí)別多端直流配電系統(tǒng)的區(qū)內(nèi)、外故障，并具有故障選極的能力。

表1 直流線路區(qū)內(nèi)外故障檢測結(jié)果Tab.1 Detection results for internal and external fault of DC line

4.2.2 過渡電阻對保護(hù)方案的影響

接地故障常伴隨過渡電阻，一般單極接地故障的過渡電阻為幾Ω到十幾Ω，考慮到本文模型的電壓等級(jí)，選取5 Ω、10 Ω過渡電阻下的正極接地故障驗(yàn)證過渡電阻對故障判別的影響，圖12為Line1線路正極中點(diǎn)經(jīng)10 Ω過渡電阻接地的仿真結(jié)果，表2為不同故障位置下經(jīng)過渡電阻接地得到的檢測結(jié)果。從圖12可以看出，故障后正極兩端的相關(guān)系數(shù)可以快速達(dá)到門檻值，最大值可以達(dá)到0.8左右；表2結(jié)果表明加入過渡電阻后保護(hù)可以快速、準(zhǔn)確的識(shí)別故障，受過渡電阻影響較小。

圖12 10 Ω過渡電阻下的正極線路中點(diǎn)接地故障仿真結(jié)果Fig.12 Fault simulation results with 10 Ω transition resistance under positive grounding midpoint fault

表2 不同過渡電阻下的故障檢測結(jié)果Tab.2 Detection results with different fault resistances

4.2.3 信號(hào)傳輸延時(shí)對保護(hù)方案的影響

本文所提的縱聯(lián)保護(hù)方案需要在保護(hù)啟動(dòng)后，將本側(cè)計(jì)算得到的一個(gè)數(shù)據(jù)窗長的Pearson相關(guān)系數(shù)傳遞給對側(cè)，利用線路兩端的相關(guān)系數(shù)值判別故障，因此，需要考慮信號(hào)傳輸?shù)难舆t對保護(hù)性能的影響。目前常采用光纖通道傳輸信號(hào)，最大傳輸速率可達(dá)到200 km/ms，本文基于低壓柔性直流配電系統(tǒng)，線路長度在20 km以內(nèi)，因此，通信延時(shí)不超過0.1 ms,同時(shí)考慮到設(shè)備傳輸延時(shí)等因素影響，信號(hào)傳輸延時(shí)最大不超過0.3 ms。綜上，考慮保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間0.1 ms、數(shù)據(jù)窗時(shí)長2 ms、故障確認(rèn)時(shí)間0.2 ms、信號(hào)傳輸延遲時(shí)間0.3 ms、直流斷路器動(dòng)作時(shí)間50 μs[16]，保護(hù)可以在故障后2.7 ms內(nèi)識(shí)別故障并進(jìn)行隔離。因此，保護(hù)動(dòng)作的可靠性不受信號(hào)傳輸時(shí)延的影響，但在一定程度上增加了故障判別的耗時(shí)。即使考慮最大的信號(hào)傳輸延時(shí)，保護(hù)也可以在3 ms內(nèi)將故障切除，滿足柔性直流配電系統(tǒng)對保護(hù)速動(dòng)性的要求。

5 結(jié) 論

本文利用直流配電線路發(fā)生故障后，兩端換流站的并聯(lián)電容電流以及線路保護(hù)安裝處的測量電流的關(guān)系特征，提出了一種基于故障暫態(tài)電流Pearson相關(guān)系數(shù)的縱聯(lián)保護(hù)方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：

(1)Pearson相關(guān)系數(shù)同時(shí)反應(yīng)故障電流的方向、大小、變化趨勢，克服了利用單一暫態(tài)信息檢測故障時(shí)可靠性弱的缺點(diǎn)。

(2)僅通過計(jì)算線路兩端2 ms內(nèi)的Pearson相關(guān)系數(shù)就可以判斷區(qū)內(nèi)外故障并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障選極，原理簡單，速動(dòng)性好，無需實(shí)時(shí)通信。

(3)保護(hù)方案不受故障位置的影響，并且抗過渡電阻能力較強(qiáng)。