[发明专利]直流线路故障定位方法及装置

说明书

本申请涉及一种直流线路故障定位方法及装置，基于包含多个预设故障点的参考故障波形的大量故障样本，通过分解、时域特征提取和降维建立一种有效的距离回归模型，降低了人为因素对模型的影响，使距离回归模型具有较好的泛化能力，提高了距离回归模型在小数据集上的鲁棒性，应用距离回归模型时，在获取直流线路两端的故障电流波形和故障电压波形后，对故障波形进行与建立距离回归模型相似的分解、时域特征提取和降维等处理步骤，使处理后的故障波形更好地适用于距离回归模型，将处理后的故障波形代入距离回归模型后可以得到准确的故障点位置，提高了直流线路故障定位方法的使用可靠性。

技术领域

本申请涉及直流输电工程技术领域，特别是涉及一种直流线路故障定位方法及装置。

背景技术

高压直流输电工程一般用于远距离、大容量输电，其线路一般长达数百千米，输电走廊地形复杂、环境和气候条件差异巨大，容易发生故障。超高压、特高压柔性直流输电技术故障耐受能力弱，直流线路故障点的快速和准确测距定位对于迅速清除故障、减少故障持续时间、限制故障影响范围和提高直流输电工程运维水平具有重要意义。

直流线路发生短路故障后其电容通过线路电阻放电，使得线路产生的电场和磁场相互转化形成故障电流行波和故障电压行波，以接近光速向线路两端传播，故障行波包含了故障位置、过渡电阻等大量故障信息，通过对故障行波进行分析可以得到故障点与换流站之间的距离。

传统的检测故障点的方法包括单端行波测距法和双端行波测距法，均需要确定波速、通过故障行波的波头识别读取波头到达时刻。但是这两种方法均受到线路参数的频变特性的影响，行波不同频率的分量会具有不同的衰减速率和波速，即行波的色散效应，这会导致行波波形发生畸变，降低测距精度。且实际工程应用中波速一般采用接近光速的经验值，这也带来了较为明显的误差。此外，波头识别常用的小波变换方法需要人为选定合适的母小波与分解层数，存在一定的主观性因素，可能影响小波分解的质量，导致传统的故障测距方法精度低，使用不可靠。

发明内容

基于此，有必要针对传统的故障测距方法使用不可靠的问题，提供一种直流线路故障定位方法及装置。

一种直流线路故障定位方法，包括以下步骤：

获取直流线路两端的故障电流波形和故障电压波形；

对所述故障电流波形和所述故障电压波形进行分解，得到各个波形的高频分量，并从所述高频分量中得到最高频分量；

提取所述各个波形的最高频分量的时域特征参数，形成时域特征序列；

利用主成分分析对所述时域特征序列进行降维，形成故障特征属性的主成分矩阵；

将所述主成分矩阵代入距离回归模型，得到所述直流线路中的故障点位置；所述距离回归模型为对直流线路中两个以上预设故障点的参考故障波形进行与处理所述故障电流波形匹配的分解、时域特征提取和降维后，再与参考标签向量结合得到，所述参考标签向量为各所述预设故障点与直流线路的换流站的距离。

一种直流线路故障定位装置，包括：

波形获取模块，用于获取直流线路两端的故障电流波形和故障电压波形；

分解模块，用于对所述故障电流波形和所述故障电压波形进行分解，得到各个波形的高频分量，并从所述高频分量中得到最高频分量；

提取模块，用于提取所述各个波形的最高频分量的时域特征参数，形成时域特征序列；

降维模块，用于利用主成分分析对所述时域特征序列进行降维，形成故障特征属性的主成分矩阵；