[发明专利]一种基于MMC的伪随机码故障测距方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于MMC的伪随机码故障测距方法及系统，该方法包括：生成由0和1构成的m序列信号；通过m序列信号对MMC调制控制，码元0、1分别对应MMC相单元子模块投入不同数量，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；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，通过互相关函数计算MMC直流侧电压信号与反射波信号的延迟时间；根据延迟时间计算故障点与MMC端之间的距离。本发明成功消除了脉冲反射法进行故障检测定位时发射信号的功率和脉冲宽度之间的矛盾，提高了故障定位精度。

技术领域

本发明涉及线路故障测距技术领域，具体涉及一种基于MMC的伪随机码故障测距方法及系统。

背景技术

模块化多电平换流器(MMC)是由学者R.Marquart和A.Lesnicar研制的一种新型换流器拓扑结构，其具有模块化、冗余性、易扩展、可控制等优点，便于实现规模化生产和集成化设计，同时具有低谐波含量和低损耗等优点，自提出以来受到广泛的关注。模块化多电平换流器的出现，不仅提高了输电系统的运行性能与可拓展性，而且为日后直流输电技术多端化和网络化的发展前景奠定了基础。

用于直流输电线路的故障测距方法有多种，而脉冲反射法就是其中最常用的一种方法，其基本原理是利用脉冲信号的往返时延τ和其速度v求出线路的故障距离。根据已有的分析可知，目标反射回来的信号强度与测量距离成反比，距离越大，信号就越弱，也就越难接收检测。如果加大发射功率，又会受到一定的限制，因为脉冲功率越大，发射脉冲的宽度就会越大，则信号测量所需的时间也必然会增加，测量距离的精度就会下降。显然，测量的距离要远，发射脉冲宽度就得大；测距精度要高，发射脉冲宽度就得小，这是一对互相矛盾的要求。随着技术的发展，人们对测距系统的分辨率、抗干扰性和精度提出了越来越高的要求，而基于脉冲信号的测距系统难以同时兼顾脉冲宽度和信号能量两个方面。为了解决上述问题，人们开始寻求新型的测距信号。

伪随机信号是一种近年来广受关注的新型测距信号。由于常见的噪声信号是一类典型的随机信号，在信号处理中是不可避免的，目前还没有任何一种方法可以完全去掉噪声，只能尽量减少噪声的影响，而伪随机信号具有类噪声的优良特性，它是通过求发射信号和接收信号的互相关的方法来得到目标的距离信息的，噪声信号不能和发射信号做互相关运算，就算反射信号中含有噪声信号，噪声信号也不能对最后的结果产生影响；同时伪随机信号还具有优良的自相关特性、较大的时间带宽积、易于产生和复制等优良特性，因此已在探地雷达、超声测距等领域得到广泛应用。

发明内容

针对脉冲反射法在进行故障检测定位时发射信号的功率和脉冲宽度之间存在的矛盾，本发明提出一种基于MMC的伪随机码故障测距方法及系统。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于MMC的伪随机码故障测距方法，包括如下步骤：

S1：生成m序列信号，m序列信号为由“0”和“1”构成的二元序列信号；

S2：通过m序列信号对MMC调制控制，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。

优选地，步骤S1中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；