本发明属于电力系统继电保护领域，涉及输电线路的纵联保护、新能源发电与并网技术、电力电子设备控制等，具体涉及基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法。
背景技术：
1、在能源转型和电力电子技术日趋成熟推动下，大规模新能源接入电力系统大势所趋，其故障特征与传统同步电源不同，与传统同步电源相比，新能源电源、柔直换流器等电力电子设备具有供给故障电流幅值受限、相角受控、频率偏移、谐波含量提升等特征，导致面向传统交流电网、以线性叠加原理为理论基础、基于工频稳态量的距离、差动等保护原理难以适应，误动、拒动风险提升，使传统工频量保护存在适应问题。目前在大规模新能源场站送出线路上常采用纵联保护作为主保护。与原有新能源场站经交流送出线路直接与电网连接的系统不同，经柔性直流输电并网的新能源场站送出线路两端均为抗过流能力较弱的电力电子型电源，当送出线路发生故障后线路两端电流呈现幅值受限、相角受控等明显区别于传统系统的故障特征，体现为双端弱馈的特性，使得传统纵联保护面临灵敏度降低以及拒动的风险。现有研究大多通过相关系数来描述线路两侧的电流波形相似度，如皮尔逊相关系数、余弦相关系数、tanimoto相关系数等，其通常进行幅值归一化处理，弱化了电流幅值上的差异，难以全面反应时域波形的差异，同时若新能源场站侧零出力，将出现计算问题使保护原理失效。因此，有必要针对两端均为电力电子受控器件的送出线路提出新的保护方法。
技术实现思路
1、为了克服上述存在的问题，本发明的目的在于提出一种基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，以解决传统纵联保护判别方法不可靠的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，包括以下步骤：
4、提取新能源经mmc送出交流线路两侧保护安装处的电流信号；
5、对提取到的电流信号数据预处理；
6、根据电流突变量判断是否满足故障启动条件；
7、利用多线位置距离算法对双端弱馈系统送出线路区内、区外故障时新能源场站侧和mmc侧的电流波形的幅值、相位差异进行量化计算l(immc,ir)；
8、将l(immc,ir)与整定值lset进行比较来识别区内、区外故障。
9、数据预处理：利用低通滤波器将所提取的电流信号中的200hz以上信号数据滤除。
10、根据线路两侧电流突变量构建启动判据，包括：
11、|i(t)-i(t-t)|-|i(t-t)-i(t-2t)|≥0.1ie
12、其中，i(t)为第t个采样点的相电流值；t为一周期内的采样点数；ie为电流额定值；
13、当相电流连续三个采样值满足上式则保护启动，否则保护复归；
14、所述故障电流幅值、相位特征包括：两侧故障电流受不同换流器控制环节动态响应的影响呈现出不同程度的幅值受限、相角受控的特征；规定母线流向线路为电流正方向，当新能源经mmc送出交流线路发生区内故障时，故障电流由新能源场站侧和mmc侧流向线路，即线路两侧故障电流方向相同、波形存在差异；当发生区外故障时，线路中流过穿越型电流，即线路两侧故障电流方向相反、波形一致；当正常工况时，流过线路的电流与区外故障电流相同，即电流方向相反、波形一致；
15、所述采用多线位置距离算法对双端弱馈系统送出线路区内、区外故障时新能源场站侧和mmc侧的电流波形的幅值、相位差异进行量化得到l(immc,ir)，包括：
16、步骤一：通过计算两侧电流采样序列的差值序列，检测差值序列的符号变化点作为交点，根据交点将两侧电流采样序列划分为n个连续区段；
17、di＝immci-iri (i＝1,2,…n)
18、
19、式中:向量immc＝{immc1,immc2,…,immcn},为线路新能源场站侧电流互感器的采样值；向量ir＝{ir1,ir2,…,irn},为线路mmc侧电流互感器的采样值；di为两侧电流采样值的差值；pj为两侧电流波形交点索引值；n为采样点数。
20、步骤二：对每个区段k，分别计算两侧电流采样序列在该区段内的积分面积，并计算面积差的绝对值sδk；分别计算两侧电流采样序列在该区段内的弧长，计算该区段的加权系数ωk；
21、sδk＝|∫xkdt-∫ykdt|
22、
23、式中:向量xk＝{x1,x2,…,xm},为第k个区段内线路新能源场站侧电流互感器的采样值；向量yk＝{y1,y2,…,ym},为第k个区段内线路mmc侧电流互感器的采样值；m为第k个区段采样点数。ck为第k个区段内两侧电流采样值的弧长之和；
24、步骤三：根据各个区段计算得到的sδk，ωk，计算多线位置距离l(immc,ir)
25、
26、将l(immc,ir)与整定值lset进行比较来识别区内、区外故障：当l(immc,ir)满足大于lset则为区内故障，否则为区外故障。其中，lset为考虑通信时延、互感器传变误差以及噪声的多线位置距离门槛值。
27、和现有技术相比较，本发明的有益效果是：
28、适用于双端弱馈系统的纵联保护。本发明综合考虑线路两侧故障电流波形的幅值、相位差异，通过多线位置距离算法将电流幅值、相位差异进行量化，相比较于现有保护具有更高的灵敏度、可靠性。本发明不受新能源场站出力特性的影响，即在光伏场站侧零出力或断路器重合闸于永久性故障时，保护仍能可靠动作。不需要增设其他控制环节，原理简单，可实施性强；
1.一种基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求2所述的基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，其特征在于，数据预处理：利用低通滤波器将所提取的电流信号中的200hz以上信号数据滤除。
3.根据权利要求1所述的基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，其特征在于，根据线路两侧电流突变量构建启动判据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，其特征在于，两侧故障电流受不同换流器控制环节动态响应的影响呈现出不同程度的幅值受限、相角受控的特征；规定母线流向线路为电流正方向，当新能源经mmc送出交流线路发生区内故障时，故障电流由新能源场站侧和mmc侧流向线路，即线路两侧故障电流方向相同、波形存在差异；当发生区外故障时，线路中流过穿越型电流，即线路两侧故障电流方向相反、波形一致；当正常工况时，流过线路的电流与区外故障电流相同，即电流方向相反、波形一致；
5.根据权利要求1的基于暂态电流波形相似度的双端弱馈系统纵联保护方法，其特征在于，将l(immc,ir)与整定值lset进行比较来识别区内、区外故障：当l(immc,ir)满足大于lset则为区内故障，否则为区外故障。