【技术实现步骤摘要】
一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法
本专利技术属于电力系统故障定位
，具体涉及一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法。
技术介绍
考虑基于半桥型换流器的直流电网的恢复重启过程较为繁琐，使得功率恢复时间较长，可能会导致交流系统失去稳定性。另外直流断路器的开断容量及投入成本较大。另一方面考虑全桥子模块的高可控性，使得其子模块在故障期间仍能保持控制状态，实现故障穿越，但半桥型子模块数量是全桥的一半，具有经济性优势。因此基于混合式MMC直流输电架空线路系统逐渐成为未来发展趋势，如在建的乌东德直流工程。考虑故障定位是MMC-HVDC故障后恢复运行的重要环节。目前针对MMC-HVDC系统故障定位原理可借鉴传统高压直流工程的故障定位原理。而针对直流线路的故障定位方式主要以直接利用故障信号进行故障定位的被动式检测方法，主要可以分为行波定位法、故障分析法。上述方法可能存在波头识别困难、依赖高采样率、受过渡电阻影响，可靠性和定位精度难以同时保证。近年来，考虑换流器主动式控制的保护与重合闸技术正在成为...
【技术保护点】
1.一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、确定换流器故障穿越策略，当直流线路发生故障时，MMC系统检测直流电压或直流电流的变化，切换故障控制模式1以保证故障穿越策略；/nS2、当检测到故障电流达到预设参考值时，将本端的故障控制模式1切换至故障控制模式2，注入主动式探测信号，通过主动故障控制，并施加扰动，对故障进行甄别；/nS3、对步骤2甄别的故障信息进行滤波处理，根据正负极直流线路间存在耦合的影响，对故障信息进行处理并补偿至整定点；/nS4、根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法以及数据滑窗方法对故障进行定位。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定换流器故障穿越策略，当直流线路发生故障时，MMC系统检测直流电压或直流电流的变化，切换故障控制模式1以保证故障穿越策略；
S2、当检测到故障电流达到预设参考值时，将本端的故障控制模式1切换至故障控制模式2，注入主动式探测信号，通过主动故障控制，并施加扰动，对故障进行甄别；
S3、对步骤2甄别的故障信息进行滤波处理，根据正负极直流线路间存在耦合的影响，对故障信息进行处理并补偿至整定点；
S4、根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法以及数据滑窗方法对故障进行定位。
2.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S1中，当MMC系统检测到直流电压下降到设定值时，切换至故障控制模式1；采用主动式附加控制策略进行注入，将两端换流器的直流电流定值Idcset设定为0。
3.根据权利要求2所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，直流电流控制中，采用主动式附加控制策略进行注入具体为：
通过对直流电流参考值Idcref进行探测信号的注入，然后利用Idcref与直流电流的标幺值Idcpu的差值通过PI控制器产生直流侧电压参考Udcref，具体为：
Udcref＝Kp(Idcref-Idcpu)+Ki∫(Idcref-Idcpu)dt
考虑上桥臂参考电压Vrefpm和下桥臂参考电压Vrefnm为：
上下桥臂投入的全桥子模块数量为：
其中，np为上桥臂投入的子模块数量，nn为下桥臂投入的子模块数量，um交流侧出口电压，Ucn为子模块电容电压的额定值；
通过控制Udcref改变上下桥臂投入的全桥型子模块数量和状态；换流器等效输出的桥臂子模块总数为：
N1＝np+nn
随子模块数量变化，Udc＝N1UC，Udc为直流侧实际输出电压，Uc为子模块电容电压平均值。
4.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S2中，当检测到故障电流达到预设参考值Idcset，将本端故障控制模式1切换至故障控制模式2，通过换流器的电压参考值Udcset注入单一频率电压探测信号；随后切换回故障控制模式1，两端换流器同时保持故障模式1，熄灭故障电弧，确定换流器故障自清除，进行去游离和换流器的重启判别。
5.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S3中，对保护安装处的电压、电流进行滤波处理，提取50Hz频率，对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量为：
其中，下标1和0分...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国兵，侯俊杰，郭冰，常仲学，张晨浩，王婷，尹利帅，吕江涛，崔勇，赵乐，冯煜尧，郭强，
申请(专利权)人：西安交通大学，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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