[发明专利]基于行波主频率的直流系统自适应重合闸方法

权利要求书

1.一种基于行波主频率的直流系统自适应重合闸方法，其特征在于，包括：

步骤1、在直流系统输电线路发生故障后，对线路的正、负极电压及正极电流进行持续采样，计算出线路的线模电压行波；

步骤2、利用MUSIC算法计算出线模电压行波的主频率，判断线模电压行波的主频率是否等于线路的固有特征频率的主频率，如果是，则确定线路瞬时性故障，故障在线路中点，线路的混合断路器重合闸，流程结束；否则，执行步骤3；

步骤3：利用短时傅里叶变换STFT算法对所述线模电压行波进行时频变换，提取出线模电压行波的主频率对应的电压幅值U(f)和固有特征频率的主频率对应的电压幅值U(f_L)，根据所述U(f)和U(f_L)计算出特征信号幅值比值：

步骤4、根据所述特征信号幅值比值变化标定故障消失时刻，基于故障消失时刻确定混合断路器重合闸的具体时刻，包括：

在时刻t₃之后，按照设定的时间间隔持续监测正极电压U_1p，并计算线模电压行波U₁的主频率f，特征信号幅值比值K；其中t₃为正极电流I_1p衰减至0.01倍额定电流的时刻；

判断条件正极电压U_1p小于0.01倍额定电压时，K1是否成立，如果是，则确定线路永久性故障，所述混合断路器闭锁，切除故障线路，流程结束；否则，进行后续处理；

判断条件在t₄时刻，t₄t₃，K1是否成立，如果是，则确定线路瞬时性故障，故障在线路中点，t₄时刻为故障消失时刻，在t₄时刻混合断路器重合闸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1的在直流系统输电线路发生故障后，对线路的正、负极电压及正极电流进行持续采样，计算出线路的线模电压行波，包括：

在长度为L的直流系统输电线路t₁时刻发生故障后，按照设定的时间间隔对线路的正、负极电压U_1p、U_1n及正极电流I_1p持续采样，利用相模变换公式计算出线路的线模电压行波U₁；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的利用MUSIC算法计算出线模电压行波U₁的主频率，包括：

位于线路两侧的混合断路器跳闸后，按照设定的时间间隔持续检测正极电流I_1p，将正极电流I_1p衰减至0.01倍额定电流的时刻记为t₃，截取数据窗长内的线模电压行波U₁数据，所述数据窗的长度为t＝4L/v，v为行波传播速度，利用MUSIC算法计算数据窗长内的U₁数据的功率谱，所述数据窗内幅值最大的U₁波峰对应的频率最小，称该最小频率为线模电压行波U₁的主频率f。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤3的利用短时傅里叶变换STFT算法对所述线模电压行波进行时频变换，提取出线模电压行波的主频率对应的电压幅值U(f)和固有特征频率的主频率对应的电压幅值U(f_L)，根据所述U(f)和U(f_L)计算出特征信号幅值比值，包括：

利用STFT算法对数据窗长内的U₁数据进行时频变换，计算U₁的功率谱，提取出线模电压行波的U₁的主频率f对应的电压幅值U(f)，提取出固有特征频率的主频率f_L对应的电压幅值U(f_L)；

定义特征信号幅值比值为K：