[发明专利]高压直流输电线路混合故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统故障测距方法，尤其是涉及一种包含单端数据分析和双端故障特征比对的高压直流输电线路混合故障测距方法。

背景技术

作为大规模远距离传输电能和大区电网互联的可行方法，高压直流输电技术得到了广泛应用。直流输电工程的线路长、跨越地形复杂，故障率较高，线路故障的查找异常困难，精确的故障测距技术作用重大。为此，人们提出了一系列高压直流输电线路故障测距方法，主要有行波法和时域法。行波法需要准确识别行波波头，但高阻抗接地时暂态行波信号微弱，可能无法检测行波波头。行波故障测距的精度受波速度与采样频率的影响较大。时域法根据线路的分布参数模型计算沿线电压、电流分布，根据沿线电压、电流分布的暂态特征提出故障测距方法。由于时域法采用固定的模量波速，故障暂态过程中模量波速的变化会影响故障测距精度。

现有故障测距的方法可分为双端测距和单端测距2大类。双端测距法利用输电线路两端电气量确定输电线路故障位置，通常原理简单且测距精度较高，但一般对通道的依赖性强，并需要双端数据严格同步。单端测距法利用输电线路一端的电压、电流数据确定输电线路故障位置，仅需一端数据，无须通信和数据同步设备，但其测距精度易受波速度和故障暂态过程的影响。随着数据处理技术与通信技术的发展，易实现在毫秒级内向对端传输处理后的简单的、少量偏差不影响其准确性的故障信息。因此，仅利用单端测量数据提取故障特征，并结合处理后的双端故障特征的混合测距方法将更有利于提高测距精度，且基本不受现有通信技术限制。

发明目的

本文针对现有直流输电线路故障测距方法的精度易受过渡电阻和波速度变化影响的问题，提出一种包含单端数据分析和双端故障特征比对的高压直流输电线路混合故障测距方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:

一种高压直流输电线路混合故障测距方法，该方法的实现步骤如下：

步骤1：读入整流侧保护测量装置测量处R和逆变侧保护测量装置测量处I的电压电流数据，计算高压直流输电线路的分布电流信号；

步骤2：基于直流输电线路分布参数模型，利用单端电压、电流量计算沿线电流分布；

步骤3：采用平稳小波变换提取分布电流信号突变时刻，得到反映故障行波从故障点至线路两端传播过程的各自的故障行波时间位置曲线；其中，x₁=f(t)曲线反映了故障行波由故障位置至R处的传播过程；x₂=h(t)曲线反映了故障行波由故障位置至I处的传播过程，以R处为基准表示故障位置，将x₂=h(t)曲线转化为L-x₂=g(t)曲线；

步骤4：结合双端的故障行波位置曲线计算出故障位置：x₁=f(t)和L-x₂=g(t)两曲线的交点的纵坐标即为以R处为基准的故障位置l，横坐标为故障时刻t₀。

所述步骤1中，在单极运行时直接利用线路两端保护测量处测得的电压、电流量计算分布电流信号。

所述步骤1中在双极运行方式下，首先要通过相模变换，将双极线路两端测得的电压、电流量进行解耦：

1)双极直流系统输电线路的电报方程为: