[发明专利]基于TLS‐ESPRIT的风场联络线距离保护改进方法及其系统

摘要

一种基于TLS‐ESPRIT的风场联络线距离保护方法及其系统，包括电气量信号采集模块、前置处理模块、Hankel矩阵模块、基于TLS‐ESPRIT的参数辨识模块、测量阻抗模块和距离保护模块，其中前置处理模块得到故障时的电气量信号的数据序列，通过Hankel矩阵模块构造Hankel矩阵并进行奇异值分解，确定交流分量的个数；通过基于TLS‐ESPRIT的参数辨识模块对各交流分量进行参数辨识，得到各交流分量的参数信息，并通过测量阻抗模块计算测量阻抗，代入距离保护模块的判据以进行距离保护；本发明设计合理，可靠性高，降低距离保护的拒动率和误动率。

主权项

一种基于TLS‑ESPRIT的风场联络线距离保护方法，其特征在于，通过对风场联络线故障时风电场侧的电气量信号进行前置处理，得到故障电流和故障电压的数据序列，据以构造Hankel矩阵并进行奇异值分解，确定交流分量的个数；利用TLS‑ESPRIT方法根据交流分量的个数对各交流分量进行参数辨识，进而得到各交流分量的角频率、幅值、相位和衰减系数，并计算相应个数的交流分量下的测量阻抗，最后将测量阻抗代入距离保护判据进行保护动作判定；所述的数据序列为按照滑动时间窗选取的一个周波的电气量数据；所述的角频率其中：λp(p＝1,2,…,P)为电气量交流分量的角频率的极点，Ts为采样周期；所述的衰减系数所述的幅值ap＝2|cp|，相位φp＝arg cp，其中：cp为最小二乘法求得的方程Y＝λc的解；其中：Y＝[x(1),x(2),…,x(N)]T，c＝[c1,c2,…,cp]T，x(1),x(2),..x(N)为A相故障电流的数据序列，N为一个周波的数据长度；所述的奇异值分解后的Hankel矩阵其中：∑的对角元素为X的奇异值ξ1,ξ2,…,ξP,ξP+1,…,ξN/2+1的降序排列，P为复正弦信号分量个数，∑s和∑n为对角阵，Vs为信号子空间，Vn为噪声子空间，H为共轭转置，U为酉矩阵，Us为信号酉矩阵，Un为噪声酉矩阵；所述的确定交流分量的个数是指：选取数值K，使其满足ξi/ξ1≥K，ξi+1/ξ1＜K，其中：i＝1,2,...,N/2+1；此时为交流分量的个数，表示向上取整数；所述的测量阻抗：1)当交流分量的个数为1时，测量阻抗其中：为故障相别，为工频下的电压，为工频下的电流相量，K为输电线路零序补偿系数，为零序电流；2)当交流分量的个数为2时，测量阻抗其中：为非工频的测量电阻，j为复数记号，为非工频的测量电抗，fr为非工频分量的辨识频率，f1为工频频率，为非工频的电压，为非工频的电流相量。