[发明专利]一种基于MMC的伪随机码故障测距方法及系统

权利要求书

1.一种基于MMC的伪随机码故障测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：生成m序列信号，所述m序列信号为由“0”和“1”构成的二元序列信号；

步骤S1中所述m序列信号产生过程如下：

S11：确定n级串接的移位寄存器的级数、线性反馈逻辑表达式和移位寄存器的初始状态；

S12：在时钟触发下，n级串接的移位寄存器各级状态自左向右移到下一级，末级移位寄存器状态输出；末级移位寄存器状态与倒数第二级移位寄存器状态经线性反馈逻辑表达式运算后作为第一级移位寄存器状态；

S13：每经过一个时钟节拍重复步骤S12一次，末级移位寄存器输出的序列信号即为m序列信号；

S2：通过m序列信号对MMC调制控制，所述m序列信号码元“0”、“1”分别对应于MMC相单元子模块投入数量为N₂、N₁，从而控制MMC直流侧电压跟随m序列信号在两种电平之间切换；

S3：MMC直流侧电压沿直流线路传播，遇到故障点时，发生行波的折反射，产生的反射波回到MMC端，构造MMC直流侧电压信号、反射波信号的互相关函数，互相关函数取为最大值时对应的时间为MMC直流侧电压信号与反射波信号的延迟时间τ；

S4：根据延迟时间τ计算故障点与MMC端之间的距离。

2.根据权利要求1所述的基于MMC的伪随机码故障测距方法，其特征在于，步骤S3中延迟时间τ计算方法如下：

包含噪声的反射波信号f₁(t)为：

f₁(t)＝s₁(t)+n(t)

其中，s₁(t)为有用的反射信号，n(t)为噪声信号；

MMC直流侧电压信号f₂(t)为：

f₂(t)＝s₂(t)

其中，s₂(t)为MMC直流侧电压信号；

MMC直流侧电压信号、反射波信号的互相关函数为：

其中，为MMC直流侧电压信号和有用的反射信号之间的互相关函数，为直流侧电压信号和噪声信号的互相关函数，T为采样周期；

互相关函数R_xy(τ)取为最大值时对应的时间为MMC直流侧电压信号与反射波信号的延迟时间τ。

3.根据权利要求1所述的基于MMC的伪随机码故障测距方法，其特征在于，步骤S4根据延迟时间τ计算故障点与MMC端之间的距离的方法如下：

其中，1为故障点与MMC端之间的距离，v为行波波速。

4.根据权利要求3所述的基于MMC的伪随机码故障测距方法，其特征在于，行波波速v的计算方法如下：

由首端MMC换流站发出脉冲信号，脉冲信号到达对端MMC换流站反射后再回到首端MMC换流站，行波波速v表示为：

其中，l_mn为首端、对端MMC换流站之间的线路全长，t₂为首端MMC换流站检测到的反射脉冲的到达时间，t₁为首端MMC换流站检测到的脉冲信号发出时间。

5.根据权利要求4所述的基于MMC的伪随机码故障测距方法，其特征在于，t₂、t₁通过小波变换模极大值进行测定。

6.一种基于MMC的伪随机码故障测距系统，其特征在于：包括伪随机序列产生模块、调制控制模块、延迟时间计算模块、测距模块；

所述伪随机序列产生模块按如下生成m序列信号；

S11：确定n级串接的移位寄存器的级数、线性反馈逻辑表达式和移位寄存器的初始状态；

S12：在时钟触发下，n级串接的移位寄存器各级状态自左向右移到下一级，末级移位寄存器状态输出；末级移位寄存器状态与倒数第二级移位寄存器状态经线性反馈逻辑表达式运算后作为第一级移位寄存器状态；

S13：每经过一个时钟节拍重复步骤S12一次，末级移位寄存器输出的序列信号即为m序列信号：

基于伪随机序列产生模块生成m序列信号；所述调制控制模块接收m序列信号并控制MMC直流侧电压跟随m序列信号在两种电平之间切换；所述延迟时间计算模块接收MMC直流侧电压信号、反射波信号并计算MMC直流侧电压信号与反射波信号的延迟时间；所述测距模块接收延迟时间信号并计算故障点与MMC端之间的距离。