并联电抗补偿线路行波差动保护方法、装置、设备及介质

摘要

本发明提供了一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法。方法包括，实时采集线路任一端的序量电压，计算并联电抗器电流，启动保护后，采集采样时间窗内电压和电流；根据电压、电流及并联电抗器电流计算电流行波；根据线路双端相差传输时延电流行波之差得到保护时间窗内的行波差动电流，根据线路双端相差传输时延电流行波之和得到保护时间窗内的行波制动电流；计算行波差动电流的暂态高频和暂态低频能量、行波制动电流的暂态低频能量；构造判据；根据判据，确定是否启动保护。本发明对采样率和通信速率的要求不高，不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，动作速度快，在保证可靠性前提下，高阻接地故障时足够灵敏。

权利要求

1.一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，用于双端分别配置并联电抗器的超特高压输电线路，所述保护方法包括：实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，根据所述三个序量电压，实时计算并联电抗器电流；

在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；

根据所述三相电压和所述三相电流以及所述并联电抗器电流，计算所述采样时间窗内第一电流行波；

向所述被保护线路另一端发送所述采样时间窗内的第一电流行波，并接收所述另一端发送的所述采样时间窗内与所述第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；

根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之和得到所述保护时间窗内行波制动电流；

计算所述行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、所述行波制动电流的暂态低频能量；

根据所述保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据所述行波差动电流的暂态低频能量和所述行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据所述行波差动电流的暂态高频能量和所述行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；

根据所述第一判据C1，所述第二判据C2，及所述第三判据C3，确定是否启动保护；

所述根据所述第一判据C1，所述第二判据C2，及所述第三判据C3，确定是否启动保护的步骤，包括：判断所述第一判据C1，如果三相都不满足所述第一判据C1，保护不动作；否则判断所述第二判据C2，如果三相中任一相满足所述第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足所述第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足所述第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

2.根据权利要求1所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，所述任一端的判据为：其中，iXk(t)λ为所述行波差动电流，ELXk为所述行波差动电流的暂态低频能量，ELZk为所述行波制动电流的暂态低频能量，EHXk为所述行波差动电流的暂态高频能量；Iset为第一判据C1整定值、ηset为第二判据C2整定值、λset为第三判据C3整定值。

3.根据权利要求1或2所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，根据实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流iLp的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：其中，Lp是所述并联电抗器的序量电感值，up(t)是所述序量电压，Tf是采样间隔时间；

iLp(t)是所述并联电抗器的序量电流，其初值取为0。

4.根据权利要求3所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，所述根据所述三相电压和所述三相电流以及所述并联电抗器电流，计算所述采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算所述三相电流与所述并联电抗器电流的差值，得到所述并联电抗器侧电流；

通过相模变换，将所述三相电压和所述并联电抗器侧电流分别变换为三个模量电压usj(t)和三个模量并联电抗器侧电流i'sj(t)；

相模变换的计算公式为：

根据所述三个模量电压usj(t)和所述三个模量并联电抗器侧电流i'sj(t)，按照第二预设公式计算所述第一电流行波；其中，当所述任一端为所述被保护线路本端时，所述第二预设公式为：

当所述任一端为所述被保护线路对端时，所述第二预设公式为：

其中，ibj(t)、ifj(t)分别为所述第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为所述被保护线路的波阻抗。

5.根据权利要求4所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，所述根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之和得到所述保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：当所述任一端为所述被保护线路本端时，所述公式为：

当所述任一端为所述被保护线路对端时，所述公式为：

其中，τj表示所述传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为所述第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为所述第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)表示模量行波差动电流，iZj(t)表示模量行波制动电流。

6.根据权利要求5所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，所述保护方法还包括：通过模相变换，将所述模量行波差动电流iXj(t)和所述模量行波制动电流iZj(t)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)和三个相量行波制动电流iZk(t)，k＝a,b,c；其中模相变换的计算公式为：

7.根据权利要求1或2所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，所述计算所述行波差动电流的暂态高频能量EH和暂态低频能量EL，所述行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对所述行波差动电流和所述行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；

根据所述前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算所述暂态高频能量和所述暂态低频能量；

其中，计算所述暂态高频能量和所述暂态低频能量的公式为：

8.根据权利要求7所述的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，其特征在于，二进离散小波变换的计算公式为：其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是所述行波差动电流、所述行波制动电流的离散序列。

9.一种并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，用于双端分别配置并联电抗器的超特高压输电线路，所述保护装置包括：获取单元，用于实时采集被保护线路任一端的三个序量电压；以及

在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；

计算单元，用于根据所述三个序量电压，计算并联电抗器电流；以及根据所述三相电压和所述三相电流以及所述并联电抗器电流，计算所述采样时间窗内第一电流行波；

通信单元，用于向所述被保护线路另一端发送所述采样时间窗内的第一电流行波，并接收所述另一端发送的所述采样时间窗内与所述第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；

所述计算单元，还用于根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之和得到所述保护时间窗内行波制动电流；以及计算所述行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、所述行波制动电流的暂态低频能量；

判据单元，用于根据所述保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据所述行波差动电流的暂态低频能量和所述行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据所述行波差动电流的暂态高频能量和所述行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；

保护单元，用于根据所述第一判据C1，所述第二判据C2，及所述第三判据C3，确定是否启动保护；

所述保护单元，具体用于：

判断所述第一判据C1，如果三相都不满足所述第一判据C1，保护不动作；否则判断所述第二判据C2，如果三相中任一相满足所述第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足所述第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足所述第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

10.根据权利要求9所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述任一端的判据为：其中，iXk(t)为所述行波差动电流，ELXk为所述行波差动电流的暂态低频能量，ELZk为所述行波制动电流的暂态低频能量，EHXk为所述行波差动电流的暂态高频能量；Iset为第一判据C1整定值、ηset为第二判据C2整定值、λset为第三判据C3整定值。

11.根据权利要求9或10所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述计算单元，用于根据所述三个序量电压，计算并联电抗器电流iLp的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：其中，Lp是所述并联电抗器的序量电感值，up(t)是所述序量电压，Tf是采样间隔时间；

iLp(t)是所述并联电抗器侧电流的序量，其初值取为0。

12.根据权利要求11所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述计算单元，用于根据所述三相电压和所述三相电流以及所述并联电抗器电流，计算所述采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算所述三相电流与所述并联电抗器电流的差值，得到所述并联电抗器侧电流；

通过相模变换，将所述三相电压和所述并联电抗器侧电流变换为三个模量电压usj(t)和三个模量侧电流i'sj(t)；

相模变换的计算公式为：

根据所述三个模量电压usj(t)和所述三个模量侧电流i'sj(t)，按照第二预设公式计算所述第一电流行波；其中，当所述任一端为所述被保护线路本端时，所述第二预设公式为：

当所述任一端为所述被保护线路对端时，所述第二预设公式为：

其中，ibj(t)、ifj(t)分别为所述第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为所述被保护线路的波阻抗。

13.根据权利要求12所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述计算单元，用于根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据所述第一电流行波与所述第二电流行波之和得到所述保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：当所述任一端为所述被保护线路本端时，所述公式为：

当所述任一端为所述被保护线路对端时，所述公式为：

其中，τj表示所述传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为所述第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为所述第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)表示模量行波 差动电流，iZj(t)表示模量行波 制动电流。

14.根据权利要求13所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述计算单元还用于：通过模相变换，将所述模量行波差动电流iXj(t)和所述模量行波制动电流iZj(t)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)和三个相量行波制动电流iZk(t)，k＝a,b,c；其中模相变换的计算公式为：

15.根据权利要求9或10所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，所述计算单元，用于计算所述行波差动电流的暂态高频能量EH和暂态低频能量EL，所述行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对所述行波差动电流和所述行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；

根据所述前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算所述暂态高频能量和所述暂态低频能量；

其中，计算所述暂态高频能量和所述暂态低频能量的公式为：

16.根据权利要求15所述的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，其特征在于，二进离散小波变换的计算公式为：其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是所述行波差动电流、所述行波制动电流的离散序列。

17.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现了如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

说明书

并联电抗补偿线路行波差动保护方法、装置、设备及介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统继电保护领域，具体而言，涉及一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法，一种并联电抗补偿线路行波差动保护装置，一种计算机设备，一种计算机可读存储介质。

背景技术

[0002] 我国能源资源分布不平衡，需要发展长距离大容量的超特高压输电线路，实现能源的优化配置。为了能够补偿线路的容性充电功率，有效限制系统中工频过电压和操作过电压，降低绝缘费用，加速线路故障后电弧熄灭速度，提高故障重合闸成功率，增加系统的暂态稳定性，超特高压输电线路的两端一般根据需要会配置一定容量的并联电抗器作为补偿。超特高压输电线路作为电网传输能量的主动脉，需要快速、可靠、灵敏和有选择的继电保护来保证整个系统的安全稳定运行。

[0003] 电流差动保护具有构成简单、绝对选择性、天然选相能力等特点，作为输电线路的主保护之一，在保护线路安全和提高电网暂态稳定性上发挥了重要作用。由于超特高压输电线路输电距离长，分布电容电流明显，故障后电流互感器饱和严重，需耐受过渡电阻要求高，使得电流差动保护的性能面临严重挑战。行波差动保护是根据线路两端行波电流之差判断线路故障的一种保护方法，其基本原理是分布参数线路模型上的行波传输不变性，完全不受分布电容电流的影响，并且可构成超高速保护。

[0004] 上世纪70年代末，基于无损线的行波传输不变性，日本学者首先提出了行波差动保护的基本原理，不过受限于理论不完备与有限的硬件水平和通信水平，该原理并没有得到实际推广应用。我国由于大力发展超特高压输电线路，在21世纪后对行波差动保护有较多研究，不过目前应用到现场的行波差动保护只用到了电气量的工频分量，需要经过低频滤波，动作速度较慢，受电流互感器饱和影响，并且高阻接地故障时可能拒动；而理论研究中采用高频信息的行波差动保护虽然动作速度快，不受电流互感器饱和影响，但受限于现场的电容式电压互感器和现有的通信水平，并不能实用。此外，并联电抗器的配置，使得超特高压输电线路的完整性受到破坏，行波差动保护的原理不能直接应用，需要采取措施消除并联电抗器的影响。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

[0006] 为此，本发明的一方面在于提出了一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法。

[0007] 本发明的另一方面在于提出了一种并联电抗补偿线路行波差动保护装置。

[0008] 本发明的又一方面在于提出了一种计算机设备。

[0009] 本发明的又一方面在于提出了一种计算机可读存储介质。

[0010] 有鉴于此，本发明提出了一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法，用于双端分别配置并联电抗器的超特高压输电线路，该保护方法包括：实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流；在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波；向被保护线路另一端发送采样时间窗内第一电流行波，并接收另一端发送的采样时间窗内与第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流；计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、行波制动电流的暂态低频能量；根据保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据行波差动电流的暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据行波差动电流的暂态高频能量和行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护。

[0011] 根据本发明的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流；在启动线路保护后，采样所保护电力线路任一端(本端或对端)的电压和电流；根据采集的电流和并联电抗器电流，计算并联电抗器线路侧电流；根据采集的电压和并联电抗器侧电流，计算得到任一端的第一电流行波；通过通信设备向另一端发送第一电流行波，并接收另一端发送的第二电流行波(本领域技术人员应该理解，第二电流行波是基于另一端采样的电压和电流计算得到的)；根据双端相差传输时延电流行波之差得到行波差动电流，根据双端相差传输时延电流行波之和得到行波制动电流；利用保护时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据(即第一判据C1)，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据(即第二判据C2)作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据(即第三判据C3)作为针对高阻接地故障的保护判据。根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。与现有的并联电抗补偿线路行波差动保护方法相比，行波差动电流的计算对采样率和通信速率的要求不高，不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，动作速度快，在保证可靠性的前提下，高阻接地故障时足够灵敏。

[0012] 在上述技术方案中，优选地，

[0013] 被保护线路的任一端的判据为：

[0014] 其中，iXk(t)(k＝a,b,c)为行波差动电流，ELXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态低频能量，ELZk(k＝a,b,c)为行波制动电流的暂态低频能量，EHXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态高频能量；Iset、ηset和γset分别是第一判据C1整定值、第二判据C2整定值和第三判据C3整定值。

[0015] 在上述任一技术方案中，优选地，根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护的步骤，包括：判断第一判据C1，如果三相都不满足第一判据C1，保护不动作；否则判断第二判据C2，如果三相中任一相满足第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

[0016] 在该技术方案中，根据判据判断是否保护动作，判断过程如下：首先，判断判据C1，如果三相行波差动电流中每一相在保护时间窗内的最大绝对值都不大于第一判据C1的整定值Iset，保护不动作；否则，判断判据C2，如果三相行波差动电流的暂态低频能量与三相行波制动电流的暂态低频能量之比ηk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第二判据C2的整定值ηset，则保护动作；如果三相都不大于第二判据C2的整定值ηset，则判断判据C3，如果三相行波差动电流的暂态高频能量与三相行波差动电流的暂态低频能量之比λk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第三判据C3的整定值λset，则保护动作；否则，保护动作。

[0017] 在上述任一技术方案中，优选地，根据实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：

[0018]

[0019] 其中，Lp(p＝1,2,0)是并联电抗器的序量电感值，up(t)是序量电压，Tf是采样间隔时间；iLp(t)(p＝1,2,0)是并联电抗器侧电流的序量，其初值取为0。

[0020] 在该技术方案中，从行波差动电流中消除并联电抗器电流，利用时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据作为针对高阻接地故障的保护判据，根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。

[0021] 在上述任一技术方案中，优选地，根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算三相电流与并联电抗器电流的差值，得到并联电抗器侧电流；通过相模变换，将三相电压和并联电抗器侧电流变换为三个模量电压usj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'sj(t)(j＝α,β,0)；

[0022] 相模变换的计算公式为：

[0023]

[0024] 根据三个模量电压uj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'j(t)(j＝α,β,0)，按照第二预设公式计算第一电流行波；其中，

[0025] 当任一端为被保护线路本端时，第二预设公式为：

[0026]

[0027] 当任一端为被保护线路对端时，第二预设公式为：

[0028]

[0029] 其中，ibj(t)、ifj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为被保护线路的波阻抗。

[0030] 在该技术方案中，通过相模变换，分别将三相电压和三相电流转换为三个模量电压和三个模量电流，基于此，按照第一预设公式计算被保护线路任一端的第一电流行波中的正向电流行波和反向电流行波。

[0031] 在上述任一技术方案中，优选地，根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：

[0032] 当任一端为被保护线路本端时，公式为：

[0033]

[0034] 当任一端为被保护线路对端时，公式为：

[0035]

[0036] 其中，τj(j＝α,β,0)表示传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)(j＝α,β,0)表示行波差动电流，iZj(t)(j＝α,β,0)表示行波制动电流。

[0037] 在上述任一技术方案中，优选地，该保护方法还包括：通过模相变换，将三个模量行波差动电流iXj(t)(j＝α,β,0)和三个模量行波制动电流iZj(t)(j＝α,β,0)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)(k＝a,b,c)和三个相量行波制动电流iZk(t)(k＝a,b,c)；其中模相变换的计算公式为：

[0038]

[0039] 在该技术方案中，通过模相变换，将被保护线路任一端的三个模量行波差动电流和三个模量行波制动电流分别变换为三个相量行波差动电流和三个相量行波制动电流，基于此，再分别计算行波差动电流的暂态高频能量、暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量。

[0040] 在上述任一技术方案中，优选地，计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对行波差动电流和行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；根据前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算暂态高频能量和暂态低频能量；

[0041] 其中，计算暂态高频能量和暂态低频能量的公式为：

[0042]

[0043] 在上述任一技术方案中，优选地，二进离散小波变换的计算公式为：

[0044]

[0045]

[0046] 其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是行波差动电流、行波制动电流的离散序列。

[0047] 本发明还提出了一种并联电抗补偿线路行波差动保护装置，用于双端分别配置并联电抗器的超特高压输电线路，保护装置包括：获取单元，用于实时采集被保护线路任一端的三个序量电压；以及在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；计算单元，用于根据三个序量电压，计算并联电抗器电流；以及根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波；通信单元，用于向被保护线路的另一端发送采样时间窗内第一电流行波，并接收另一端发送的采样时间窗内与第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；计算单元，还用于根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流；以及计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、行波制动电流的暂态低频能量；判据单元，用于根据保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据行波差动电流的暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据行波差动电流的暂态高频能量和行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；保护单元，用于根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护。

[0048] 本发明还提出了一种并联电抗补偿线路行波差动保护装置，实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流；在启动线路保护后，采集所保护电力线路任一端(本端或对端)的电压和电流；根据采集的电流和并联电抗器电流，计算并联电抗器线路侧电流；根据采集的电压和并联电抗器侧电流，计算得到任一端的第一电流行波；通过通信设备向另一端发送第一电流行波，并接收另一端发送的第二电流行波(本领域技术人员应该理解，第二电流行波是基于另一端采样的电压和电流计算得到的)；根据双端相差传输时延电流行波之差得到行波差动电流，根据双端相差传输时延电流行波之和得到行波制动电流；利用保护时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据(即第一判据C1)，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据(即第二判据C2)作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据(即第三判据C3)作为针对高阻接地故障的保护判据。根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。与现有的并联电抗补偿线路行波差动保护方法相比，行波差动电流的计算对采样率和通信速率的要求不高，不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，动作速度快，在保证可靠性的前提下，高阻接地故障时足够灵敏。

[0049] 在上述技术方案中，优选地，

[0050] 任一端的判据为：

[0051] 其中，iXk(t)(k＝a,b,c)为行波差动电流，ELXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态低频能量，ELZk(k＝a,b,c)为被保护线路本端行波制动电流的暂态低频能量，EHXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态高频能量；Iset、ηset和γset分别是第一判据C1整定值、第二判据C2整定值和第三判据C3整定值。

[0052] 在上述任一技术方案中，优选地，保护单元，具体用于：判断第一判据C1，如果三相都不满足第一判据C1，保护不动作；否则判断第二判据C2，如果三相中任一相满足第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

[0053] 在该技术方案中，根据判据判断是否保护动作，判断过程如下：首先，判断判据C1，如果三相行波差动电流中每一相在保护时间窗内的最大绝对值都不大于第一判据C1的整定值Iset，保护不动作；否则，判断判据C2，如果三相行波差动电流的暂态低频能量与三相行波制动电流的暂态低频能量之比ηk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第二判据C2的整定值ηset，则保护动作；如果三相都不大于第二判据C2的整定值ηset，则判断判据C3，如果三相行波差动电流的暂态高频能量与三相行波差动电流的暂态低频能量之比λk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第三判据C3的整定值λset，则保护动作；否则，保护动作。

[0054] 在上述任一技术方案中，优选地，计算单元，用于根据三个序量电压，计算并联电抗器电流的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：

[0055]

[0056] 其中，Lp(p＝1,2,0)是并联电抗器的序量电感值，up(t)是序量电压，Tf是采样间隔时间；iLp(t)(p＝1,2,0)是并联电抗器侧电流的序量，其初值取为0。

[0057] 在该技术方案中，从行波差动电流中消除并联电抗器电流，利用时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据作为针对高阻接地故障的保护判据，根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。

[0058] 在上述任一技术方案中，优选地，计算单元，用于根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算三相电流与并联电抗器电流的差值，得到并联电抗器侧电流；通过相模变换，将三相电压和并联电抗器侧电流变换为三个模量电压usj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'sj(t)(j＝α,β,0)；相模变换的计算公式为：

[0059]

[0060] 根据三个模量电压uj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'j(t)(j＝α,β,0)，按照第二预设公式计算第一电流行波；其中，

[0061] 当任一端为被保护线路本端时，第二预设公式为：

[0062]

[0063] 当任一端为被保护线路对端时，第二预设公式为：

[0064]

[0065] 其中，ibj(t)、ifj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为被保护线路的波阻抗。

[0066] 在该技术方案中，通过相模变换，分别将三相电压和三相电流转换为三个模量电压和三个模量电流，基于此，按照第一预设公式计算被保护线路任一端的第一电流行波中的正向电流行波和反向电流行波。

[0067] 在上述任一技术方案中，优选地，计算单元，用于根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：

[0068] 当任一端为被保护线路本端时，公式为：

[0069]

[0070] 当任一端为被保护线路对端时，公式为：

[0071]

[0072] 其中，τj(j＝α,β,0)表示传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)(j＝α,β,0)表示行波差动电流，iZj(t)(j＝α,β,0)表示行波制动电流。

[0073] 在上述任一技术方案中，优选地，计算单元还用于：通过模相变换，将三个模量行波差动电流iXj(t)(j＝α,β,0)和三个模量行波制动电流iZj(t)(j＝α,β,0)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)(k＝a,b,c)和三个相量行波制动电流iZk(t)(k＝a,b,c)；其中模相变换的计算公式为：

[0074]

[0075] 在该技术方案中，通过模相变换，将被保护线路任一端的三个模量行波差动电流和三个模量行波制动电流分别变换为三个相量行波差动电流和三个相量行波制动电流，基于此，再分别计算行波差动电流的暂态高频能量、暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量。

[0076] 在上述任一技术方案中，优选地，计算单元，用于计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对行波差动电流和行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；根据前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算暂态高频能量和暂态低频能量；其中，计算暂态高频能量和暂态低频能量的公式为：

[0077]

[0078] 在上述任一技术方案中，优选地，二进离散小波变换的计算公式为：

[0079]

[0080]

[0081] 其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是行波差动电流、行波制动电流的离散序列。

[0082] 本发明的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行如上述技术方案中任一项方法的步骤。

[0083] 根据本发明的计算机设备，其所包含的处理器用于执行如上述任一技术方案中并联电抗补偿线路行波差动保护方法的步骤，因而该计算机设备能够实现该方法的全部有益效果，不再赘述。

[0084] 本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现了如上述技术方案中任一项方法的步骤。

[0085] 根据本发明的计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序被处理器执行时实现了如上述任一技术方案中并联电抗补偿线路行波差动保护方法的步骤，因而该计算机可读存储介质能够实现该方法的全部有益效果，不再赘述。

[0086] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0087] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0088] 图1示出了根据本发明的一个实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护方法的流程示意图；

[0089] 图2示出了根据本发明的一个实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护装置的示意框图；

[0090] 图3示出了根据本发明的一个具体实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护方法的流程示意图；

[0091] 图4示出了根据本发明的一个实施例的计算机设备的示意框图。

具体实施方式

[0092] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0093] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0094] 如图1所示，根据本发明的一个实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护方法的流程示意图。其中，该保护方法，用于双端分别配置并联电抗器的超特高压输电线路，该保护方法包括：

[0095] 步骤102，实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，根据三个序量电压，实时计算并联电抗器电流；

[0096] 步骤104，在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；

[0097] 步骤106，根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波；

[0098] 步骤108，向被保护线路的另一端发送采样时间窗内第一电流行波，并接收另一端发送的采样时间窗内与第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；

[0099] 步骤110，根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流；

[0100] 步骤112，计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、行波制动电流的暂态低频能量；

[0101] 步骤114，根据保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据行波差动电流的暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据行波差动电流的暂态高频能量和行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；

[0102] 步骤116，根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护。

[0103] 本发明提供的并联电抗补偿线路行波差动保护方法，实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流；在启动线路保护后，采样所保护电力线路任一端(本端或对端)的电压和电流；根据采集的电流和并联电抗器电流，计算并联电抗器线路侧电流；根据采集的电压和并联电抗器侧电流，计算得到任一端的第一电流行波；通过通信设备向另一端发送第一电流行波，并接收另一端发送的第二电流行波(本领域技术人员应该理解，第二电流行波是基于另一端采样的电压和电流计算得到的)；根据双端相差传输时延电流行波之差得到行波差动电流，根据双端相差传输时延电流行波之和得到行波制动电流；利用保护时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据(即第一判据C1)，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据(即第二判据C2)作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据(即第三判据C3)作为针对高阻接地故障的保护判据。根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。与现有的并联电抗补偿线路行波差动保护方法相比，行波差动电流的计算对采样率和通信速率的要求不高，不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，动作速度快，在保证可靠性的前提下，高阻接地故障时足够灵敏。

[0104] 在上述实施例中，优选地，

[0105] 被保护线路的任一端的判据为：

[0106] 其中，iXk(t)(k＝a,b,c)为行波差动电流，ELXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态低频能量，ELZk(k＝a,b,c)为行波制动电流的暂态低频能量，EHXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态高频能量；Iset、ηset和γset分别是第一判据C1整定值、第二判据C2整定值和第三判据C3整定值。

[0107] 在上述实施例中，优选地，根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护的步骤，包括：判断第一判据C1，如果三相都不满足第一判据C1，保护不动作；否则判断第二判据C2，如果三相中任一相满足第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

[0108] 在该实施例中，根据判据判断是否保护动作，判断过程如下：首先，判断判据C1，如果三相行波差动电流中每一相在保护时间窗内的最大绝对值都不大于第一判据C1的整定值Iset，保护不动作；否则，判断判据C2，如果三相行波差动电流的暂态低频能量与三相行波制动电流的暂态低频能量之比ηk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第二判据C2的整定值ηset，则保护动作；如果三相都不大于第二判据C2的整定值ηset，则判断判据C3，如果三相行波差动电流的暂态高频能量与三相行波差动电流的暂态低频能量之比λk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第三判据C3的整定值λset，则保护动作；否则，保护动作。

[0109] 在上述实施例中，优选地，根据实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：

[0110]

[0111] 其中，Lp(p＝1,2,0)是并联电抗器的序量电感值，up(t)是序量电压，Tf是采样间隔时间；iLp(t)(p＝1,2,0)是并联电抗器侧电流的序量，其初值取为0。

[0112] 在该实施例中，从行波差动电流中消除并联电抗器电流，利用时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据作为针对高阻接地故障的保护判据，根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。

[0113] 在上述实施例中，优选地，根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算三相电流与并联电抗器电流的差值，得到并联电抗器侧电流；通过相模变换，将三相电压和并联电抗器侧电流变换为三个模量电压usj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'sj(t)(j＝α,β,0)；

[0114] 相模变换的计算公式为：

[0115]

[0116] 根据三个模量电压uj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'j(t)(j＝α,β,0)，按照第二预设公式计算第一电流行波；其中，

[0117] 当任一端为被保护线路本端时，第二预设公式为：

[0118]

[0119] 当任一端为被保护线路对端时，第二预设公式为：

[0120]

[0121] 其中，ibj(t)、ifj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为被保护线路的波阻抗。

[0122] 在该实施例中，通过相模变换，分别将三相电压和三相电流转换为三个模量电压和三个模量电流，基于此，按照第一预设公式计算被保护线路任一端的第一电流行波中的正向电流行波和反向电流行波。

[0123] 在上述实施例中，优选地，根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：

[0124] 当任一端为被保护线路本端时，公式为：

[0125]

[0126] 当任一端为被保护线路对端时，公式为：

[0127]

[0128] 其中，τj(j＝α,β,0)表示传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)(j＝α,β,0)表示行波差动电流，iZj(t)(j＝α,β,0)表示行波制动电流。

[0129] 在上述实施例中，优选地，该保护方法还包括：通过模相变换，将三个模量行波差动电流iXj(t)(j＝α,β,0)和三个模量行波制动电流iZj(t)(j＝α,β,0)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)(k＝a,b,c)和三个相量行波制动电流iZk(t)(k＝a,b,c)；其中模相变换的计算公式为：

[0130]

[0131] 在该实施例中，通过模相变换，将被保护线路任一端的三个模量行波差动电流和三个模量行波制动电流分别变换为三个相量行波差动电流和三个相量行波制动电流，基于此，再分别计算行波差动电流的暂态高频能量、暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量。

[0132] 在上述实施例中，优选地，计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对行波差动电流和行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；根据前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算暂态高频能量和暂态低频能量；

[0133] 其中，计算暂态高频能量和暂态低频能量的公式为：

[0134]

[0135] 在上述实施例中，优选地，二进离散小波变换的计算公式为：

[0136]

[0137]

[0138] 其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是行波差动电流、行波制动电流的离散序列。

[0139] 如图2所示，根据本发明的一个实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护装置的示意框图。其中，该保护装置200，用于中点配置串联电容器的超特高压输电线路，该保护装置200包括：

[0140] 获取单元202，用于实时采集被保护线路任一端的三个序量电压；

[0141] 获取单元202，还用于在启动保护后，采集采样时间窗内被保护线路任一端的三相电压和三相电流；

[0142] 计算单元204，用于根据实时采集的三个序量电压，计算并联电抗器电流；以及根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波；

[0143] 通信单元206，用于向被保护线路的另一端发送采样时间窗内第一电流行波，并接收另一端发送的采样时间窗内与第一电流行波相差传输时延的第二电流行波；

[0144] 计算单元204，还用于根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流；以及计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量、行波制动电流的暂态低频能量；

[0145] 判据单元208，用于根据保护时间窗内最大行波差动电流构造第一判据C1，根据行波差动电流的暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量构造第二判据C2，根据行波差动电流的暂态高频能量和行波差动电流的暂态低频能量构造第三判据C3；

[0146] 保护单元210，用于根据第一判据C1，第二判据C2，及第三判据C3，确定是否启动保护。

[0147] 本发明提供的并联电抗补偿线路行波差动保护装置，实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流；在启动线路保护后，采样所保护电力线路任一端(本端或对端)的电压和电流；根据采集的电流和并联电抗器电流，计算并联电抗器线路侧电流；根据采集的电压和并联电抗器侧电流，计算得到任一端的第一电流行波；通过通信设备向另一端发送第一电流行波，并接收另一端发送的第二电流行波(本领域技术人员应该理解，第二电流行波是基于另一端采样的电压和电流计算得到的)；根据双端相差传输时延电流行波之差得到行波差动电流，根据双端相差传输时延电流行波之和得到行波制动电流；利用保护时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据(即第一判据C1)，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据(即第二判据C2)作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据(即第三判据C3)作为针对高阻接地故障的保护判据。根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。与现有的并联电抗补偿线路行波差动保护方法相比，行波差动电流的计算对采样率和通信速率的要求不高，不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，动作速度快，在保证可靠性的前提下，高阻接地故障时足够灵敏。

[0148] 在上述实施例中，优选地，

[0149] 任一端的判据为：

[0150] 其中，iXk(t)(k＝a,b,c)为行波差动电流，ELXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态低频能量，ELZk(k＝a,b,c)为行波制动电流的暂态低频能量，EHXk(k＝a,b,c)为行波差动电流的暂态高频能量；Iset、ηset和γset分别是第一判据C1整定值、第二判据C2整定值和第三判据C3整定值。

[0151] 在上述实施例中，优选地，保护单元210，具体用于：判断第一判据C1，如果三相都不满足第一判据C1，保护不动作；否则判断第二判据C2，如果三相中任一相满足第二判据C2，则发出保护信号，如果三相都不满足第二判据C2，则判断第三判据C3，如果三相中任一相满足第三判据C3，则发出保护信号，否则保护不动作。

[0152] 在该实施例中，根据判据判断是否保护动作，判断过程如下：首先，判断判据C1，如果三相行波差动电流中每一相在保护时间窗内的最大绝对值都不大于第一判据C1的整定值Iset，保护不动作；否则，判断判据C2，如果三相行波差动电流的暂态低频能量与三相行波制动电流的暂态低频能量之比ηk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第二判据C2的整定值ηset，则保护动作；如果三相都不大于第二判据C2的整定值ηset，则判断判据C3，如果三相行波差动电流的暂态高频能量与三相行波差动电流的暂态低频能量之比λk(k＝a,b,c)三相中任一相大于第三判据C3的整定值λset，则保护动作；否则，保护动作。

[0153] 在上述任一实施例中，优选地，计算单元204，用于根据实时采集被保护线路任一端的三个序量电压，计算并联电抗器电流的步骤，具体包括根据以下第一预设公式进行计算：

[0154]

[0155] 其中，Lp(p＝1,2,0)是并联电抗器的序量电感值，up(t)是序量电压，Tf是采样间隔时间；iLp(t)(p＝1,2,0)是并联电抗器侧电流的序量，其初值取为0。

[0156] 在该实施例中，从行波差动电流中消除并联电抗器电流，利用时间窗内最大行波差动电流构成基本保护判据，利用行波差动电流和行波制动电流的暂态低频能量构成制动比判据作为主保护判据，利用行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量构成能量比判据作为针对高阻接地故障的保护判据，根据基本判据、制动比判据和能量比判据，保护并联电抗补偿线路。

[0157] 在上述实施例中，优选地，计算单元204，用于根据三相电压和三相电流以及并联电抗器电流，计算采样时间窗内第一电流行波的步骤，包括：计算三相电流与并联电抗器电流的差值，得到并联电抗器侧电流；通过相模变换，将三相电压和并联电抗器侧电流变换为三个模量电压usj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'sj(t)(j＝α,β,0)；相模变换的计算公式为：

[0158]

[0159] 根据三个模量电压uj(t)(j＝α,β,0)和三个模量侧电流i'j(t)(j＝α,β,0)，按照第二预设公式计算第一电流行波；其中，

[0160] 当任一端为被保护线路本端时，第二预设公式为：

[0161]

[0162] 当任一端为被保护线路对端时，第二预设公式为：

[0163]

[0164] 其中，ibj(t)、ifj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，Zcj为被保护线路的波阻抗。

[0165] 在该实施例中，通过相模变换，分别将三相电压和三相电流转换为三个模量电压和三个模量电流，基于此，按照第一预设公式计算被保护线路任一端的第一电流行波中的正向电流行波和反向电流行波。

[0166] 在上述实施例中，优选地，计算单元204，用于根据第一电流行波与第二电流行波之差得到保护时间窗内行波差动电流，根据第一电流行波与第二电流行波之和得到保护时间窗内行波制动电流的步骤，具体包括根据以下公式进行计算：

[0167] 当任一端为被保护线路本端时，公式为：

[0168]

[0169] 当任一端为被保护线路对端时，公式为：

[0170]

[0171] 其中，τj(j＝α,β,0)表示传输时延，isbj(t)、isfj(t)分别为第一电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，irbj(t)、irfj(t)分别为第二电流行波中的反向电流行波和正向电流行波，iXj(t)(j＝α,β,0)表示行波差动电流，iZj(t)(j＝α,β,0)表示行波制动电流。

[0172] 在上述实施例中，优选地，计算单元204还用于：通过模相变换，将三个模量行波差动电流iXj(t)(j＝α,β,0)和三个模量行波制动电流iZj(t)(j＝α,β,0)变换为三个相量行波差动电流iXk(t)(k＝a,b,c)和三个相量行波制动电流iZk(t)(k＝a,b,c)；其中模相变换的计算公式为：

[0173]

[0174] 在该实施例中，通过模相变换，将被保护线路任一端的三个模量行波差动电流和三个模量行波制动电流分别变换为三个相量行波差动电流和三个相量行波制动电流，基于此，再分别计算行波差动电流的暂态高频能量、暂态低频能量和行波制动电流的暂态低频能量。

[0175] 在上述任一实施例中，优选地，计算单元204，用于计算行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，行波制动电流的暂态低频能量的步骤，包括：对行波差动电流和行波制动电流进行二进离散小波变换，分解得到前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，其中d＝1,2,3,…,h；根据前h个尺度的小波分量Wf(n,2d)和逼近分量Vf(n,2d)，计算暂态高频能量和暂态低频能量；其中，计算暂态高频能量和暂态低频能量的公式为：

[0176]

[0177] 在上述任一实施例中，优选地，二进离散小波变换的计算公式为：

[0178]

[0179]

[0180] 其中，h(m)和g(m)是滤波器系数，Vf(n,20)即是行波差动电流、行波制动电流的离散序列。

[0181] 具体实施例：

[0182] 提供了一种并联电抗补偿线路行波差动保护方法，应用于保护电力线路SR，两端分别配置补偿度为30％的并联电抗器，线路全长L为400千米，线路波阻抗Zcα＝Zcβ＝259欧姆，Zc0＝466欧姆，线路传输时延τα＝τβ＝1.374毫秒，τ0＝1.802毫秒，C1判据整定值Iset＝0.2千安，C2判据整定值ηset＝0.1，C3判据整定值λset＝1.0；

[0183] 具体包括以下步骤：

[0184] 1)实时以采样率10kHz采集S端三相电压usk(t)(k＝a,b,c)与R端的三相电压urk(t)(k＝a,b,c)，计算S端的三相并联电抗器电流iLsk(t)(k＝a,b,c)与R端的三相并联电抗器电流iLrk(t)(k＝a,b,c)；

[0185] 采样电力系统分析中广泛使用的相序变换，并联电抗器电流按照序量计算，然后再转换回相量，序量并联电抗器电流计算公式为：

[0186]

[0187] 其中，Lsp(p＝1,2,0)是S端序量并联电抗器的电感值，Lrp(p＝1,2,0)是R端序量并联电抗器的电感值，可以根据补偿度30％计算得到；Tf是采样间隔；iLsp(t)(k＝a,b,c)和iLrp(t)(k＝a,b,c)的初值取为0；

[0188] 2)保护启动后，以采样率10kHz采集线路S端三相电压usk(t)(k＝a,b,c)与三相电流isk(t)(k＝a,b,c)，以及R端的三相电压urk(t)(k＝a,b,c)与三相电流irk(t)(k＝a,b,c)，采样时间长度为启动前5毫秒和启动后5毫秒；

[0189] 3)S端电流isk(t)(k＝a,b,c)减去并联电抗器电流iLsk(t)(k＝a,b,c)得到并联电抗器线路侧电流i'sk(t)(k＝a,b,c)，R端电流irk(t)(k＝a,b,c)减去并联电抗器电流iLrk(t)(k＝a,b,c)得到并联电抗器线路侧电流i'rk(t)(k＝a,b,c)；

[0190] 4)通过相模变换，将S端三相电压和并联电抗器线路侧三相电流变换为3个模量电压usj(t)(j＝α,β,0)和3个模量电流i'sj(t)(j＝α,β,0)，将R端三相电压和并联电抗器线路侧三相电流变换为3个模量电压urj(t)(j＝α,β,γ)和3个模量电流i'rj(t)(j＝α,β,γ)；

[0191] 相模变换计算公式为：

[0192]

[0193] 5)计算S端的反向电流行波isbj(t)(j＝α,β,0)和正向电流行波isfj(t)(j＝α,β,0)，计算R端的反向电流行波irbj(t)(j＝α,β,0)和正向电流行波irfj(t)(j＝α,β,0)；

[0194] 反向电流行波和正向电流行波的计算公式为：

[0195]

[0196] 其中Zcj(j＝α,β,0)为所保护线路的波阻抗；

[0197] 6)S端将采样时间窗10毫秒的正向电流行波isfj(t)(j＝α,β,0)通过通信设备发送给R端，R端将采样时间窗10毫秒的反向电流行波irbj(t)(j＝α,β,0)通过通信设备发送给S端；

[0198] 7)计算S端在保护时间窗5毫秒内行波差动电流iXsj(t)(j＝α,β,0)和行波制动电流iZsj(t)(j＝α,β,0)，计算R端在保护时间窗5毫秒内行波差动电流iXrj(t)(j＝α,β,0)和行波制动电流iZrj(t)(j＝α,β,0)；

[0199] 行波差动电流和行波制动电流的计算公式为：

[0200]

[0201] 其中τj(j＝α,β,0)表示所保护线路的传输时延；

[0202] 8)通过模相变换，将S端的3个模量行波差动电流iXsj(t)(j＝α,β,0)和3个模量行波制动电流iZsj(t)(j＝α,β,0)变换为3个相量行波差动电流iXsk(t)(k＝a,b,c)和3个相量行波制动电流iZsk(t)(k＝a,b,c)，将R端的3个模量行波差动电流iXrj(t)(j＝α,β,0)和3个模量行波制动电流iZrj(t)(j＝α,β,0)变换为3个相量行波差动电流iXrk(t)(k＝a,b,c)和3个相量行波制动电流iZrk(t)(k＝a,b,c)；

[0203] 模相变换计算公式为：

[0204]

[0205] 9)利用二进离散小波变换分解S端的行波差动电流iXsk(t)(k＝a,b,c)和行波制动电流iZsk(t)(k＝a,b,c)，并分解R端的行波差动电流iXrk(t)(k＝a,b,c)和行波制动电流iZrk(t)(k＝a,b,c)，分解得到前3个尺度的小波分量Wf(n,2d)(d＝1,2,3)和逼近分量Vf(n,2d)(d＝1,2,3)；

[0206] 二进离散小波变换分解计算公式为：

[0207]

[0208] 其中，Vf(n,20)即是iXsk(t)、iZsk(t)、iXrk(t)或iZrk(t)(k＝a,b,c)的离散序列，h(m)和g(m)是滤波器系数，计算公式为：

[0209]

[0210] 10)在保护时间窗5毫秒内，计算S端的行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，计算S端的行波制动电流的暂态低频能量，计算R端的行波差动电流的暂态高频能量和暂态低频能量，计算R端的行波制动电流的暂态低频能量；

[0211] 暂态高频能量和暂态低频能量的计算公式为：

[0212]

[0213] 11)S端和R端分别构造基本判据C1、制动比主判据C2和针对高阻接地故障的能量比判据C3，判据表达式为：

[0214] S端判据为：

[0215] R端判据为：

[0216] 其中ELXsk(k＝a,b,c)为S端行波差动电流的暂态低频能量，ELZsk(k＝a,b,c)为S端行波制动电流的暂态低频能量，EHXsk(k＝a,b,c)为S端行波差动电流的暂态高频能量，ELXrk(k＝a,b,c)为R端行波差动电流的暂态低频能量，ELZrk(k＝a,b,c)为R端行波制动电流的暂态低频能量，EHXrk(k＝a,b,c)为R端行波差动电流的暂态高频能量。Iset、ηset和γset分别是C1判据、C2判据和C3判据的整定值；

[0217] 12)根据判据判断是否保护动作，S端和R端分别独自判断，判断过程如下：

[0218] 首先，判断判据C1，如果三相都不满足判据C1，保护不动作，否则判断判据C2，如果任一相满足判据C2则保护动作，如果三相都不满足判据C2，则判断判据C3，如果任一相满足判据C3则保护动作，否则保护动作。

[0219] 如图3所示，根据本发明的一个具体实施例的并联电抗补偿线路行波差动保护方法的流程示意图。其中，该方法包括：

[0220] 步骤302，本端实时采样电压，计算并联电抗器线路电流；

[0221] 步骤304，故障保护启动，采样时间窗内电流和电压，采样时间窗为启动前后5毫秒；

[0222] 步骤306，根据采样时间窗内电流与并联电抗器线路电流，计算并联电抗器线路侧电流；

[0223] 步骤308，根据采样时间窗内电压和并联电抗器线路侧电流，计算本端电流行波；

[0224] 步骤310，通过通信设备接收对端τ时刻前5毫秒电流行波；

[0225] 步骤312，计算行波差动电流iX(t)和行波制动电流iZ(t)；

[0226] 步骤314，判断C1判据是否成立；

[0227] 步骤316，在C1判据成立的情况下，在保护时间窗5毫秒内，计算iX(t)的暂态高频能量EOH(f3～f4)和暂态低频能量EOL(f1～f2)，行波制动电流iZ(t)的暂态低频能量ErL(f1～f2)；在C1判据不成立的情况下，执行步骤326；

[0228] 步骤318，判断C2判据是否成立；

[0229] 步骤320，在C2判据成立的情况下，启动保护；

[0230] 步骤322，在C2判据不成立的情况下，判断C3判据是否成立；

[0231] 步骤324，在C3判据成立的情况下，启动保护；在C3判据不成立的情况下，执行步骤326；

[0232] 步骤326，保护不动作。

[0233] 如图4所示，根据本发明的一个实施例的计算机设备的示意图。其中该计算机设备1，包括存储器12、处理器14及存储在存储器12上并可在处理器14上运行的计算机程序，处理器14用于执行如上述实施例中任一项方法的步骤。

[0234] 本发明提供的计算机设备1，其所包含的处理器14用于执行如上述任一实施例中并联电抗补偿线路行波差动保护方法的步骤，因而该计算机设备能够实现该方法的全部有益效果，不再赘述。

[0235] 本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现了如上述实施例中任一项方法的步骤。

[0236] 本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序被处理器执行时实现了如上述任一实施例中并联电抗补偿线路行波差动保护方法的步骤，因而该计算机可读存储介质能够实现该方法的全部有益效果，不再赘述。

[0237] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。