[发明专利]一种直流输电线路双端行波测距方法及系统

权利要求书

1.一种直流输电线路双端行波测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，故障发生后首先利用改进的希尔伯特-黄变换标定出电压行波到达整流侧和逆变侧测距装置的时刻t₁、t₂；

步骤2，将t₁、t₂代入传统双端行波测距公式，得到故障距离初值，记为l₀；

步骤3，用线路全长L减去l₀得到故障点距逆变侧的故障距离L-l₀，分别将l₀、L-l₀作为牛顿插值多项式P_n(l)的输入量进行求解，分别得到行波达到两端测距装置时的波速v_M0、v_N0；

步骤4，将v_M0、v_N0代入考虑波速变化的双端行波测距公式，得到首次迭代后的故障距离l₁，此时l₁比l₀更为接近真实故障距离；

步骤5，再将l₁、L-l₁作为牛顿插值多项式P_n(l)的输入量，重复上述步骤3、4，随着迭代次数的增加，得到逐步逼近真实故障距离的测距结果向量[l₀ l₁ l₂ … l_k-1 l_k]；

步骤6，设置算法收敛精度，得到最终的测距结果l＝(l_k+l_k-1)/2；

步骤1中：对行波波头的标定采用改进的希尔伯特-黄变换，具体为：

针对希尔伯特-黄变换HHT变换中经验模态分解时产生的模态混叠和虚假分量现象，在原始信号中添加高斯白噪声，然后再进行经验模态分解的改进的希尔伯特-黄变换，其步骤如下：

在原始信号s(t)中加入一组高斯白噪声w(t)后得到一个新的信号S(t)；

S(t)＝s(t)+w(t) (1)

对新信号S(t)进行EMD分解，得到频率从高到低依次排列的n个固有模态函数imf_n分量；

再在原始信号中加入不同的高斯白噪声w_j(t)(j＝1～m)，共进行m次；

为消除高斯白噪声带来的影响，对m个imf_jk分量求平均：

对最高频的imf₁分量进行Hibert变换后得到其对应的瞬时幅值A(t)、瞬时相位瞬时频率f(t)，其中，

最终根据f(t)绘制imf₁分量时频图。

2.根据权利要求1所述的一种直流输电线路双端行波测距方法，其特征在于，波头中检测到的最高频分量的到达时刻，定义为此故障行波的到达时刻，在该时刻处故障暂态电压波形呈现尖锐的突变，在imf₁分量的时间-频率图像中表现为明显的高频突变。

3.根据权利要求1所述的一种直流输电线路双端行波测距方法，其特征在于，步骤2中，传统双端行波测距公式如式(6)所示：

式中：t₀为线路上发生故障的绝对时刻；t₁为故障点初始行波波头到达M端的时刻；t₂为故障点初始行波波头到达N端的时刻；v_fix代表固定经验波速；L为线路全长；

求解得到：

4.根据权利要求1所述的一种直流输电线路双端行波测距方法，其特征在于，步骤4中，考虑波速变化的双端行波测距公式如式(8)所示：

式中：L为线路全长，v_M、v_N分别代表行波到达整流侧和逆变侧测距装置时的波速，l为求解得到的故障距离；

求解得到：