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近年来我国中西部地区的新能源发展迅速，高比例的可再生能源决定了在新型电力系统中需要更加灵活的并网技术，因此区域电网互联成为时代背景下的大趋势。为给弱交流或无源交流系统提供电源支撑并提高输电系统的稳定性，将多端直流输电系统应用于区域电网互联场景中。
然而传统的高压直流输电系统由于直流电网的电压极性恒定不变，电流只能单向流通，潮流难以反转，难以实现电网互联，而柔性直流输电系统中电流可以双向流通，直流电网的潮流方向可以改变，适合构成多端直流系统，例如已投入运行的张北示范工程在直流侧将输电线路互相连接起来，当某一条线路故障时，可将该线路的潮流转移到非故障线路，从而提高输电系统的可靠性。因此，从输电系统的运行灵活性和供电可靠性角度出发，多电源供电和多落点受电的柔性直流电网成为新型电力系统的发展趋势之一。
随着柔性直流输电的不断发展，远距离、大容量的架空线路输电成为一个趋势，相比于电缆线路，架空线路更容易发生故障，当直流输电线路发生故障时，换流站中子模块电容放电，在数毫秒内故障电流达到较大的过电流水平，若不能快速将故障线路切除，将导致换流器闭锁，可能发生停电事故。
为保证直流故障下换流器不闭锁，保证非故障线路能正常运行，提高输电系统的可靠性，线路保护装置需要快速可靠地切除故障线路以保证非故障线路能正常运行，进而提高输电系统的安全性和可靠性。为此，省部共建智能电网故障检测与保护控制协同创新中心（昆明理工大学）、昆明理工大学机电工程学院的研究人员束洪春、代月、安娜、唐玉涛、薄志谦，在2022年第13期《电工技术学报》上撰文，分析输电线路的边界特性和线路故障的故障特性，并提出了基于线性回归的柔性直流电网纵联保护方法。
图1 保护方案流程
他们首先分析模块化多电平换流器（MMC）等效阻抗和平波电抗器形成的物理边界对高频分量的衰减作用，其次分析输电线路单极故障和双极故障时的电流回路以及非故障线路的电流流通情况，然后根据输电线路的电压突变的能量作为保护的启动判据，利用短时窗电流的回归系数来进行区内外故障识别和故障选极。
表1 与基于电压电流突变量夹角余弦值方法的对比分析
研究人员在PSCAD上搭建柔性直流电网仿真模型对保护方案进行验证，最后得出以下研究结论：
1）利用线性回归方法对故障电流进行线性化处理，经分析，线性回归曲线与故障电流曲线有较强的相关性，因此可利用线性回归曲线代替故障电流曲线，进而根据线性回归系数的正负和大小分别进行区内外故障识别和故障选极。
2）本研究采用故障后1ms时窗内的暂态信息，保护不受两端控制系统的影响，且该保护方案只需传递正负极性，无需数据同步，降低了保护装置硬件的实现难度。
3）该保护方法不依赖于线路边界，耐受过渡电阻能力强，可靠性高。
本文编自2022年第13期《电工技术学报》，论文标题为“基于线性回归的柔性直流电网纵联保护方法”。本课题得到了国家自然科学基金和云南省重大专项的支持。
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