[发明专利]特高压直流输电线路线模电压S变换的边界元件方法

摘要

本发明是特高压直流输电线路线模电压S变换的边界元件方法。本发明的方法为：当直流线路发生故障，保护元件启动后，根据保护安装处测得的两极直流电压，利用相模变换理论，求出线模电压。选取采样序列长度为200点的离散线模电压信号，进行S变换，变换结果为101×200的时频复矩阵，并对此复矩阵中的各个元素求模。根据得到的模矩阵，提取出线模电压的高频能量和低频能量，求出线模电压高频能量与低频能量的比值。根据高频能量与低频能量比值的大小，区分区内、区外故障。大量仿真结果表明，本发明效果良好。

主权项

一种特高压直流输电线路线模电压S变换的边界元件方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)直流线路发生故障后，根据保护安装处测得的两极直流电压、采用Karenbauer变换矩阵，求出线模电压u1：u1＝(u+‑u‑)                        (1)式中，u+为正极直流电压，u‑为负极直流电流；(2)对线模电压进行S变换，其采样频率为100kHz，采样序列长度为200点，经S变换得到101×200的复矩阵： U [ n ] = 1 N Σ k = 0 N - 1 u [ k ] e - j 2 πkn / N - - - ( 2 ) S [ m , n ] = Σ k = 0 N - 1 U [ n + k ] e - 2 π 2 k 2 / n 2 e j 2 πkm / N , n ≠ 0 - - - ( 3 ) S [ m , n ] = 1 N Σ k = 0 N - 1 u [ k ] , n = 0 - - - ( 4 ) 式中：u[k]为采集到的N个离散的线模电压信号点，k＝0、1、1....N‑1，N为采样序列长度，U[n]为u[k]的傅里叶变换，s[m，n]为复时频矩阵，其列对应采样时间点，行对应频率；(3)对得到的n+1行m列的复时频矩阵中的各个元素求模，得到模矩阵|S[m，n]|，其列向量表示信号在某一时刻的幅频特性，其行向量表示信号在某一频率下的时域分析；(4)根据下面两个公式求整个时间窗内高低频能量总和： E 1 = Σ m = 1 N Σ n = 6 101 | S [ m , n ] | - - - ( 6 ) E 2 = Σ m = 1 N Σ n = 2 5 | S [ m , n ] | - - - ( 7 ) 式中：|S[m，n]|为将S矩阵中的各个元素求模后得到的模矩阵，E1为高频能量总和，E2为低频能量总和，m＝1、2、3....N，N为时间窗长度；(5)求出高频能量与低频能量的比值k： k = E 1 E 2 - - - ( 8 ) 式中，E1为整个时窗内的高频能量总和，E2为整个时窗内低频能量总和，k为在所取的时间窗内高频能量与低频能量的比值；(6)区内外故障的甄别判据，当k≤2时为区外故障，当k＞2时为区内故障。