[发明专利]一种采用滤波器支路电流的直流输电线路K近邻测距方法

说明书

本发明涉及一种采用滤波器支路电流和K最邻近算法的直流输电线路故障测距方法，属于电力系统故障测距技术领域。首先，建立样本故障数据库，沿高压直流输电线路全长设置不同故障距离、不同过渡电阻下的故障点，根据故障类型建立对应的正极线路故障和两极线路故障两个故障样本库；当故障数据为两级线路故障，利用两极线路故障样本库进行故障测距；然后，依次计算测试数据与每一个样本数据的相关系数，在所有相关系数中找出最大的值，并以最大值为中心找出K个与最大值最邻近的值；最后，依据K个最邻近值的权重及其所代表的故障距离，利用回归方法求解出测试数据的故障距离。

技术领域

本发明涉及一种采用滤波器支路电流的直流输电线路K近邻测距方法，属于电力系统故障测距技术领域。

背景技术

目前，我国高压直流输电线路故障测距的方法大致分为故障分析法和行波法两大类。故障分析法是利用故障时测量到的工频电压、电流量结合相关参数，通过各种测距方程计算出故障点至测量点距离的一种方法。但如线路参数有一定误差或频变特性明显时，会影响故障定位的精度。行波法是通过检测暂态行波波头或反射波波头到达测量点的时间，再结合波速计算出具体的故障位置，具有较快的响应速度和较高的测距精度。但在发生远端高阻故障时，由于暂态行波信号较弱，可能影响行波波头的标定从而影响测距精度。

对于高压直流输电而言，同一故障类型、同一故障位置、不同故障过渡电阻下，故障电气量时域波形相似度较高；而同一故障类型、不同故障位置下，故障电气量时域波形相似度较低。这就为通过比较波形特征来实现输电线路测距提供了可能。平波电抗器和直流滤波器构成了高压直流输电线路的天然物理边界，其对高频分量有阻滞作用，且滤波器支路电流仅含故障分量，不含正常运行时的负荷电流。因此，利用滤波器支路电流波形来得出波形间的相似度更为直观简单。据此，基于滤波器支路电流，使用K最邻近分类算法得出不同故障位置间的相似程度，进而求出故障距离。该方法避免了对行波波头检测带来的难度，而是采用比较行波波形数据特征的方法来实现测距，其操作更加简单且误差率也较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用滤波器支路电流的直流输电线路K近邻测距方法，用以解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种采用滤波器支路电流的直流输电线路K近邻测距方法，首先，建立样本故障数据库，沿高压直流输电线路全长设置不同故障距离、不同过渡电阻下的故障点，根据故障类型建立对应的正极线路故障和两极线路故障两个故障样本库；当故障数据为正极线路接地故障，直接利用正极线路故障样本库进行故障测距，对于负极线路故障，对其电流故障分量乘以-1后，再利用正极线路故障样本库进行故障测距，当故障数据为两极线路故障，利用两极线路故障样本库进行故障测距；然后，依次计算测试数据与每一个样本数据的相关系数，在所有相关系数中找出最大的值，并以最大值为中心找出K个与最大值最邻近的值；最后，依据K个最邻近值的权重及其所代表的故障距离，利用回归方法求解出测试数据的故障距离。

具体步骤为：

第一步、建立样本故障数据库，沿高压直流输电线路全长设置不同故障距离、不同过渡电阻下的故障点，根据故障类型建立对应的正极线路故障和两极线路故障两个故障样本库，正极线路故障下，电流故障分量数据形成的样本库，记为S₁；两极线路故障下，电流数据形成的样本库，记为S₂；当故障数据为正极线路接地故障，直接利用S₁样本库进行故障测距，对于负极线路故障，对其电流故障分量乘以-1后，再利用S₁样本库进行故障测距，当故障数据为两极线路故障，利用S₂样本库进行故障测距。

第二步、得出k个与测试数据最相关的样本数据，利用式(1)计算测试数据与样本数据间的Pearson相关系数D，其中x_a和x_b分别表示两个信号，k为做故障距离回归选取的个数；