[发明专利]一种适用于直流输电系统故障测距方法及系统

说明书

本发明涉及一种适用于直流输电系统故障测距方法及系统。该方法包括提取电信号故障行波；根据所述电信号故障行波确定在故障发生瞬间整流侧与逆变侧电流行波的突变方向；根据所述突变方向判断故障为区内故障还是区外故障；当故障为区内故障时。对所述电信号故障行波进行快速傅里叶频谱分析，确定电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间；对电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间进行线性调频Z变换确定固有频率主成分；建立直流输电系统故障距离与固有频率主成分的对应关系；根据对应关系和固有频率主成分确定故障距离。本发明能够提高直流输电系统故障测距精度、速度，避免故障扩大导致线路停运，提高供电可靠性。

技术领域

本发明涉及高压直流输电线路故障测距领域，特别是涉及一种适用于直流输电系统故障测距方法及系统。

背景技术

中国电力能源存在“荷源分离”现象，西部和北部占据百分之八十的能源，相反中部和华东地区却占据百分之七十的电力负荷。预计到2025年跨区跨省输电能力将达到3.6亿千瓦，2035年预计达到6亿千瓦。高压直流输电工程在中国跨区域输电工程中承担重要作用，2018年，输送容量达到500万千瓦，西南水电的开发外送的重要通道，连接川渝电网与华中电网的渝鄂背靠背柔性直流联网工程投运，这是世界上首条±420kV柔性直流输电电压等级工程。2019年，中国首批海上风电经柔性直流送出项目即江苏如东-射阳海上风电柔性直流工程启动。2020年，世界首个柔性直流电网即张北柔性直流电网试验示范工程完成工程建设、全线架通并投入运行。高压直流输电线路途经山区、河流、戈壁、海域，气候坏境恶劣，而直流输电线路是直流系统当中较为容易发生故障的部件，故障类型有单极接地故障、双极接地故障，其中以单极故障发生最为高频，如何远端快速测算故障发生位置，消除故障，保证供电可靠性显得尤为重要。

现有技术中通过波法主要依靠测量点捕捉故障行波到达时间差Δt，结合传播速度v，定位故障距离，但是上述方法不容易捕捉行波波头，测量误差大。

综上，如何提高直流输电系统故障测距精度、速度是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于直流输电系统故障测距方法及系统，能够提高直流输电系统故障测距精度、速度，避免故障扩大导致线路停运，提高供电可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种适用于直流输电系统故障测距方法，包括：

提取电信号故障行波；

根据所述电信号故障行波确定在故障发生瞬间整流侧与逆变侧电流行波的突变方向；

根据所述突变方向判断故障为区内故障还是区外故障；所述区内故障为以换流站为界限的直流线路的故障；所述区外故障为以换流站为界限的交流线路的故障；

若所述突变方向相同，则故障为区外故障；

若所述突变方向不同，则故障为区内故障；并对所述电信号故障行波进行快速傅里叶频谱分析，确定电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间；

对电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间进行线性调频Z变换确定固有频率主成分；

建立直流输电系统故障距离与固有频率主成分的对应关系；

根据对应关系和固有频率主成分确定故障距离。

可选地，所述若所述突变方向不同，则故障为区内故障；并对所述电信号故障行波进行快速傅里叶频谱分析，确定电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间，具体包括：

判断直流输电系统是单极输电线路还是双极输电线路；

若所述直流输电系统是单极输电线路，则对所述电信号故障行波进行快速傅里叶频谱分析，确定电信号故障行波的固有频率主成分所在的频谱区间；