[发明专利]一种高压直流输电线路雷击干扰识别方法

权利要求书

1.一种高压直流输电线路雷击干扰识别方法，其特征在于：基于短数据窗，对不同类型的故障、干扰适应性较好，不受过渡电阻和雷电流参数影响，包括以下步骤：

步骤1：以一定采样频率采集整流侧正、负极电压信号和电流信号，分别对电压信号和电流信号进行相模变换，获取电压1模分量和电流1模分量；

步骤2：设保护启动的时刻为t，雷击干扰识别系统自动记录启动后[t ms，(t+3)ms]内的电压1模分量和电流1模分量；

步骤3：基于CEEMD-HHT计算电压1模分量时频矩阵E_U1，具体实现方法如下：

a.通过CEEMD算法将3ms时窗内的电压1模分量u₁(n)分解为多个固有模态函数IMF：

其中，c_k(n)表示分解得到的第k个IMF，n为时间序列，其中k＝1,2,3…K，K为IMF总数，R(n)表示残余函数；

b.定义IMF分量c_k(n)的希尔伯特变换HT为：

其中，为第k个IMF c_k(n)的希尔伯特变换，m为新引入的积分变量，m∈Z；

得到各个IMF的瞬时幅值a_k(n)、瞬时相位φ_k(n)和瞬时频率f_k(n)，计算方法如下：

c.根据各IMF的瞬时幅值和瞬时频率，求得电压1模分量u₁(n)的时频矩阵E_U1，矩阵中的元素计算方法如下：

其中，f为频率变量，f∈[0,f_s]，f_s为信号的采样频率，单位kHz；

步骤4：对各个频率的电压平方值在3ms时窗内进行求和，计算得到频率边际谱E_U1(f):

步骤5：以1kHz作为高频、低频的阈值，计算电压1模分量的低频能量E_{LF_U1}和高频能量E_{HF_U1}，并计算其比值ρ_U1:

步骤6：判断比值ρ_U1是否超过阈值ρ_set1，若超过，则判定为故障，进入步骤7；若未超过，则判定为雷击干扰，保护复归；

步骤7：基于CEEMD-HHT计算电流1模分量时频矩阵E_I1，具体实现方法如下：

a.通过CEEMD算法将1ms时窗内的电流1模分量i₁(n)分解为多个固有模态函数(IMF)：

其中，c_k(n)表示分解得到的第k个IMF，其中k＝1,2,3…K，K为IMF总数，R(n)表示残余函数；

b.根据式(2)得到IMF分量c_k(n)的希尔伯特变换，根据式(3)得到各个IMF的瞬时幅值a_k(n)、瞬时相位φ_k(n)和瞬时频率f_k(n)；

c.根据各IMF的瞬时幅值和瞬时频率，求得电流1模分量i₁(n)的时频矩阵E_I1，矩阵中的元素计算方法如下：

其中，f为频率变量，f∈[0,f_s]，f_s为信号的采样频率，单位kHz；

步骤8：对各个频率的电流平方值在1ms时窗内进行求和，计算得到频率边际谱E_I1(f):

步骤9：以1kHz作为高频、低频的阈值，计算电流1模分量的低频能量E_{LF_I1}和高频能量E_{HF_I1}，并计算其比值ρ_I1:

步骤10：判断比值ρ_I1是否超过阈值ρ_set2，若超过，则判定为普通短路故障，若未超过，则判定为雷击故障，算法结束，保护正常出口。

2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电线路雷击干扰识别方法，步骤1所述的采样频率设定为1MHz。