一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法技术

本发明专利技术提供一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，该方法包括：采集重合闸端实时电压值和重合闸端实时电流值，基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值；对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱；基于所述线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率；将所述线路沿线各点的重心频率进行排序，选取最小的重心频率对应的线路位置确定故障距离。该方法实现了柔性直流输电线路单端故障测距，提高了对柔性直流输电线路单端故障测距的定位精度与稳定性。度与稳定性。度与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法


[0001]本专利技术涉及继电保护控制
，尤其是涉及一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法。

技术介绍

[0002]柔性直流输电具有换相可靠性高、控制灵活度大、运行损耗较小等优点，是我国实现能源结构转型的重要依托技术之一。随着电压等级的不断提高和输电距离的不断增加，实际工程中广泛采用经济性更好地架空线路来进行电能传输，其运行环境较为复杂，线路故障难以避免。快速准确地故障定位可以有效缩短故障清除时间，对于保证系统安全稳定十分重要。
[0003]目前直流输电线路故障测距的方法根据其原理的不同主要可分为行波法、双端量故障分析法和单端量故障分析法。行波法利用导数法、小波变换法和Hilbert
‑
Huang转换法(希尔伯特
‑
黄转换法，是一种将信号与趋势一起分解为所谓的固有模式函数，并获得瞬时频率数据的方法)等数学方法识别行波波头，通过行波到达的时间信息来实现故障测距；双端量故障分析法和单端量故障分析法是根据双端量测或单端量测的电压、电流和系统有关参数，通过分析计算来实现故障测距。
[0004]行波法的精度取决于行波检测精度，而波头能量大小易受故障电阻影响，稳定性差；双端量故障分析法需要较为严格的同步数据通信，远距离场景下的通信延迟、干扰等问题会对测距结果产生影响；单端故障分析法容易受干扰信号影响，测距精度不稳定。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术技术方案主要解决现有技术对直流输电线路故障进行定位的精度较低，稳定性差的缺陷，从而提供一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，包括：
[0007]采集重合闸端实时电压值和重合闸端实时电流值，基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值；
[0008]对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱；
[0009]基于所述线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率；
[0010]将所述线路沿线各点的重心频率进行排序，选取最小的重心频率对应的线路位置确定故障距离。
[0011]本专利技术实施例提供的一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，通过对线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，并基于线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率，利用故障点的重心频率最小的特性实现了柔性直流输电线路单端故障测距，抗干扰能力、抗过渡电阻能力强，具有良好的稳定性和鲁棒性，提高了对柔性直流输电线路单端故障测距的定位精度。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值，包括：
[0013]将所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值进行相模转换，生成重合闸端模电压与重合闸端模电流；
[0014]基于所述重合闸端模电压与重合闸端模电流计算线路沿线分布的模电压和模电流；
[0015]将所述线路沿线分布的模电压和模电流进行相模反变换，生成线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值；
[0016]基于所述线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值确定所述线路沿线各点的等效电阻值。
[0017]结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述基于所述线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值确定所述线路沿线各点的等效电阻值，其中，等效电阻值的计算公式如下所示：
[0018]R
u
(x,t)＝(u
p
(x,t)
‑
u
n
(x,t))/(i
p
(x,t)+i
n
(x,t))
[0019]上式中，R
u
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的等效电阻值，u
p
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的正极电压值，u
n
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的负极电压值，i
p
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的正极电流值，i
n
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的负极电流值。
[0020]结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱，包括：
[0021]分别将所述线路沿线各点的等效电阻值按照时间序列组合为线路沿线各点的电阻序列，并对所述电阻序列进行傅里叶变换，生成所述线路沿线各点的频谱。
[0022]结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述基于所述线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率，包括：
[0023]基于所述线路沿线各点的频谱确定各条谱线对应的频率和各条谱线对应的频率对应的幅值，基于所述各条谱线对应的频率和所述各条谱线对应的频率对应的幅值计算所述线路沿线各点的重心频率。
[0024]结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述基于所述各条谱线对应的频率和所述各条谱线对应的频率对应的幅值计算所述线路沿线各点的重心频率，其中，重心频率的计算公式如下所示：
[0025][0026]上式中，FC表示重心频率，n表示频谱谱线的序号，N表示频谱谱线的总数，f
n
表示第n条谱线对应的频率，A(n)为第n条谱线对应的幅值。
[0027]结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，在所述采集重合闸端实时电压值和重合闸端实时电流值，基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值之前，还包括：
[0028]当获取到柔性直流输电线路存在故障时，向直流断路器发送切断指令，并在预设
时间段后向重合闸发送控制指令，以采集所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值。
[0029]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距装置，包括：
[0030]确定模块，用于采集重合闸端实时电压值和重合闸端实时电流值，基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值；
[0031]频谱分析模块，用于对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱；
[0032]计算模块，用于基于所述线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率；
[0033]排序模块，用于将所述线路沿线各点的重心频率进行排序，选取最小的重心频率对应的线路位置确定故障距离。
[0034]第三方面，本专利技术实施例还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于，包括：采集重合闸端实时电压值和重合闸端实时电流值，基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值；对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱；基于所述线路沿线各点的频谱分别计算线路沿线各点的重心频率；将所述线路沿线各点的重心频率进行排序，选取最小的重心频率对应的线路位置确定故障距离。2.根据权利要求1所述的一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于，所述基于所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值确定线路沿线各点的等效电阻值，包括：将所述重合闸端实时电压值和所述重合闸端实时电流值进行相模转换，生成重合闸端模电压与重合闸端模电流；基于所述重合闸端模电压与重合闸端模电流计算线路沿线分布的模电压和模电流；将所述线路沿线分布的模电压和模电流进行相模反变换，生成线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值；基于所述线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值确定所述线路沿线各点的等效电阻值。3.根据权利要求2所述的一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于，所述基于所述线路沿线各点的正负极电压值和正负极电流值确定所述线路沿线各点的等效电阻值，其中，等效电阻值的计算公式如下所示：R
u
(x,t)＝(u
p
(x,t)
‑
u
n
(x,t))/(i
p
(x,t)+i
n
(x,t))上式中，R
u
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的等效电阻值，u
p
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的正极电压值，u
n
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的负极电压值，i
p
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的正极电流值，i
n
(x,t)表示t时刻距离重合闸端x处的负极电流值。4.根据权利要求1所述的一种基于频域分析的柔性直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于，所述对所述线路沿线各点的等效电阻值进行频谱分析，生成线路沿线各点的频谱，包括：分别将所述线路沿线各点的等效...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永奇，何振锋，唐博进，周桐，苟立峰，樊帆，王武斌，郭明珠，张玉丽，吴红蕊，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：