基于离散小波分析与K-means聚类算法的MMC-HVDC输电线路保护方案

摘要

随着以风电、光伏为代表的可再生能源的持续发展,柔性直流输电系统由于能够清洁高效地对其进行远距离大容量输送而得到了大力的发展.快速、准确地识别故障区域并判别故障类型,实现兼具选择性、速动性、灵敏性和可靠性的直流线路保护方案是柔性直流输电系统发展的迫切需要.理论分析表明,MMC-HVDC输电系统直流线路故障时,线路平波电抗器两侧的暂态电压存在明显差异.采用离散小波分析提取线路平波电抗器两侧的暂态电压有效值进行比较,从而对区内、区外故障进行判别.随后采用K-means聚类算法,利用不同故障类型、不同故障位置,在直流线路故障发生后较短的时间窗口采集得到单侧保护单元电压、电流数据,对其进行聚类分析,获取这些数据的质心与阈值,经过训练,确定相应的保护判据,实现故障选极.PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该保护方案不受故障位置、过渡电阻的影响,能够快速准确地检测MMC-HVDC输电线路故障,识别出故障类型.