[发明专利]一种高压/特高压直流线路故障电压行波快速计算方法

权利要求书

1.一种高压/特高压直流线路故障电压行波快速计算方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)根据直流系统网络拓扑及直流线路故障条件，获取相-频域故障点注入电流I_f及系统节点电压方程；

(2)由步骤(1)中的节点电压方程，在用户自定义的频率范围Ω内，获取直流线路端与故障点互阻抗的若干个采样值，即频域响应F(Ω)；

(3)将步骤(2)中得到的频率响应沿F(Ω)频率轴划分为N段，并给定每个频段上的阶数初始范围[N_mink,N_maxk]；

(4)对于频段k的频率响应记为F(Ω_k)，其中k＝N，N-1,…1，计算由(k+1)段应用Vector Fitting法得到的具有N_P阶的拟合函数F^*(k+1)在该段产生的误差函数E_k＝F(Ω_k)-F^*(k+1)(Ω_k)，k＝N时，F^*(k+1)＝0，将E_k作为第k段的VF法的拟合对象，拟合结果记为E^*_k；同时在第k段上实现模型阶数N_Pk和迭代次数N_Ik的自适应；

(5)k＝1时，终止计算，输出N_P阶F^*(1)为频率响应F(Ω)的最终拟合结果；

(6)线路端暂态电压行波U的频域方程可由步骤(1)中的I_f和步骤(5)中的F^*(1)得到，即：

U＝F^*(1)·I_f

(7)将步骤(6)中的电压行波U通过拉式逆变换实现频-时域转换，进而获取其时域表达式u(t)。

2.根据权利要求1所述的高压/特高压直流线路故障电压行波快速计算方法，其特征在于，步骤(4)中，在第k段上实现模型阶数N_Pk和迭代次数N_Ik的自适应的具体步骤为：

i)迭代次数N_Ik自适应；

采用矢量匹配法进行迭代次数N_Ik自适应，利用每次迭代后产生的均方差作为目标函数T，由于该目标函数越小越好，因此若当前迭无法进一步降低目标函数值，则停止迭代，认为迭代已经收敛；否则，继续迭代，同时若阶数不够导致无法收敛，则设置最大迭代次数N_Imax，当达到最大迭代次数还未收敛，则判断目前的阶数不够，需要修改迭代阶数；

ii)阶数N_Pk自适应选择；

为防止阶数过低计算不准确，或阶数过大增加不必要的计算量，设定目标函数精度误差范围[T_min,T_max]，选择[N_mink,N_i,_maxk]内最接近中点的偶数作为当前阶数N_Pk，若当前迭代目标函数T落在[T_min,T_max]内，则认为精度达到要求，终止在该频段的迭代计算；若T<T_min，则说明阶数太高，停止迭代并更新阶数范围最大值N_maxk＝N_Pk，同时选择[N_mink,N_maxk]内最接近中点的偶数作为当前阶数N_Pk，重新迭代；若T>T_max，则包括两种情况：①由于未收敛时计算精度不够而导致；②由于阶数不够无法收敛而导致。

3.根据权利要求2述的高压/特高压直流线路故障电压行波快速计算方法，其特征在于，当若T>T_max时，判断①和②两种情况的方法为：若当前迭代次数未达到最大值N_Imax，则不做更新操作，继续迭代；否则判断为阶数不够，停止迭代并更新阶数范围最小值N_mink＝N_Pk，同时选择[N_mink,N_maxk]的最接近中点的偶数作为当前阶数N_Pk，重新迭代。