本发明涉及电力系统继电保护，特别涉及一种海上风电低频输电线路故障判别方法和系统。
背景技术：
1、近年来，风力发电已经成为新能源发电的主力。柔直输电的成本与投资巨大，海上低频输电作为一种全新的风电并网方式受到广泛关注。低频输电线路是柔性低频输电系统中不可或缺的核心之一，保证其安全稳定地运行对于整个海上风电系统的组网和稳定运行至关重要。
2、现有技术中，通常采用基于比率式差动保护的保护方法，其具体过程包括：低频输电系统两侧均采用电力电子元件，故障电流受控于两侧的换流器。通过安装在输电系统两侧的电流互感器，实时采集低频线路两侧的电流信号。根据两侧电流的相对大小关系(比率制动特性)来判断线路是否发生故障。当线路内部发生故障时，两侧电流的差异会显著增大，超过预设的制动门槛值，此时保护装置会判定为故障状态。如果判定结果为故障，保护装置会迅速发出跳闸信号，切断故障线路。
3、上述现有技术存在的缺陷是：输电线路发生故障时，在双侧电力电子元件的影响下低频输电系统的电气量呈现出明显的非线性、频偏以及幅值抑制的容性特性，使得电流谐波含量会相对增加，进而影响传统比率式差动保护中电流的测量结果，导致测量误差增大，降低故障判定结果的准确性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，研究一种海上风电低频输电线路故障判别方法和系统。
2、本发明实施例提出一种海上风电低频输电线路故障判别方法，海上风电低频输电线路的低频输电线上设有两个监测点，分别为第一监测点m和第二监测点n；
3、海上风电低频输电线路故障判别方法具体包括：
4、获取第一监测点m的第一电流值和第一电压值，获取第二监测点n的第二电流值和第二电压值；
5、通过第一电流值和第二电流值确定差动电流，通过第一电压值和第二电压值确定差动电压；
6、通过对称分量法获取差动电流的正序分量和差动电压的正序分量，并将差动电压的正序分量逆时针旋转90°，得到修正后的差动电压的正序分量；
7、将差动电流的正序分量和修正后的差动电压的正序分量输入余弦相似度计算公式，得到模型符合度
8、将模型符合度和设定阈值进行比较，如果模型符合度小于设定阈值，则海上风电低频输电线路发生区内故障；如果模型符合度大于或等于设定阈值，则海上风电低频输电线路发生区外故障。
9、可选地，通过第一电流值和第二电流值确定差动电流，通过第一电压值和第二电压值确定差动电压，其计算公式为：
10、
11、其中，为差动电流，为差动电压，为第一监测点m处的第一电流值故障分量，为第二监测点n处的第二电流值故障分量，为第一监测点m处的第一电压值故障分量，为第二监测点n处的第二电压值故障分量。
12、可选地，通过对称分量法获取差动电流的正序分量和差动电压的正序分量，其计算公式为：
13、
14、其中，sa、sb、sc分别为海上风电低频输电线路的三相电路参数，s+、s-、s0分别为海上风电低频输电线路中差动电路参数的正序分量、负序分量及零序分量；
15、当sa、sb、sc分别为海上风电低频输电线路的三相电流时，s+、s-、s0分别为海上风电低频输电线路中差动电流的正序分量、负序分量及零序分量；
16、当sa、sb、sc分别为海上风电低频输电线路的三相电压时，s+、s-、s0分别为海上风电低频输电线路中差动电压的正序分量、负序分量及零序分量。
17、可选地，得到修正后的差动电压的正序分量，其计算公式为：
18、
19、其中，x为差动电流，y为修正后的差动电压，为差动电流的正序分量，为差动电压的正序分量。
20、可选地，得到模型符合度其计算公式为：
21、
22、其中，x(n)为差动电流的离散采样信号，y(n)为修正后的差动电压的离散采样信号，n为采样点的个数，γ为修正因子。
23、本发明实施例提出一种海上风电低频输电线路故障判别系统，包括：
24、数据获取模块，用于获取第一监测点m的第一电流值和第一电压值，获取第二监测点n的第二电流值和第二电压值；
25、数据处理模块，用于通过第一电流值和第二电流值确定差动电流，通过第一电压值和第二电压值确定差动电压；
26、修正模块，用于通过对称分量法获取差动电流的正序分量和差动电压的正序分量，并将差动电压的正序分量逆时针旋转90°，得到修正后的差动电压的正序分量；
27、计算模块，将差动电流的正序分量和修正后的差动电压的正序分量输入余弦相似度计算公式，得到模型符合度
28、比较模块，用于将模型符合度和设定阈值进行比较，如果模型符合度小于设定阈值，则海上风电低频输电线路发生区内故障；如果模型符合度大于或等于设定阈值，则海上风电低频输电线路发生区外故障。
29、本发明实施例提出的上述一种海上风电低频输电线路故障判别方法和系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
30、输电线路发生故障时，在双侧电力电子元件的影响下低频输电系统的电气量呈现出非线性、频偏以及幅值抑制的容性特性，使得余弦相似度计算公式所计算出的模型符合度为0，导致现有技术无法确定海上风电低频输电线路的电容模型。
31、本发明采用低频输电线路的差动电流与差动电压作为判据的原始信息，通过提取低频线路差动电流与差动电压的正序分量，确定模型符合度是否符合电容模型，进行故障判别。通过将差动电压的正序分量逆时针旋转90°，能够避免容性特性的负面影响，基于差动电流的正序分量与修正后的差动电压的正序分量计算模型符合度反映出低频输电系统的电流特征，不受双侧电力电子元件控制策略的影响，能够解决电流谐波含量影响传统比率式差动保护的准确性的问题，具有更好的可靠性与速动性。
1.一种海上风电低频输电线路故障判别方法，所述海上风电低频输电线路的低频输电线上设有两个监测点，分别为第一监测点m和第二监测点n；
2.如权利要求1所述的一种海上风电低频输电线路故障判别方法，其特征在于，包括：所述通过第一电流值和第二电流值确定差动电流，通过第一电压值和第二电压值确定差动电压，其计算公式为：
3.如权利要求1所述的一种海上风电低频输电线路故障判别方法，其特征在于，所述通过对称分量法获取差动电流的正序分量和差动电压的正序分量，其计算公式为：
4.如权利要求1所述的一种海上风电低频输电线路故障判别方法，其特征在于，所述得到修正后的差动电压的正序分量，其计算公式为：
5.如权利要求1所述的一种海上风电低频输电线路故障判别方法，其特征在于，所述得到模型符合度其计算公式为：
6.一种海上风电低频输电线路故障判别系统，其特征在于，包括：