[发明专利]一种基于同心松弛原理的HVDC线路故障测距方法

摘要

本发明提出了一种基于同心松弛原理的HVDC线路故障测距方法，用以解决HVDC直流线路故障快速定位问题。本发明采用线路两端的电压信号经小波包分解的低频分量数据进行瞬时能量比值的确定，据此构造瞬时能量比值和故障距离的测距函数，从而实现故障的定位。本发明受量测噪声的影响较小，同时能够避免故障过渡电阻的影响；由于不需要测量行波到达测量端的时间，因此不受同步时钟的影响；采用排列熵差比的指标来控制测距函数计算的启停，可以避免非故障情况下扰动的影响。本发明简单易实现，能够准确实现直流线路故障定位，具有较强的实用性和鲁棒性；对直流线路故障测距具有一定的参考价值。

主权项

1.一种基于同心松弛原理的HVDC线路故障测距方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：依次在HVDC直流线路N个等分点位置设置金属性接地故障，相邻两点之间的间隔为10km；步骤二：在输电线路的整流端和逆变端，基于广域测量系统分别测量得到HVDC传输线中N个故障点的电压行波信号，共得到2N个电压行波信号；步骤三：采用小波包分解算法分别对2N个电压行波信号进行分解；步骤四：经5层小波包分解后，提取2N个电压行波信号的低频分量，即第5层第0个小波系数步骤五：分别计算每个电压行波信号的低频分量的小波包系数的能量：式中，m是变量，l为小波包系数的个数，共得到2N个能量；步骤六：分别计算N个等分点位置的逆变侧和整流侧的能量比值，得到N个能量比值k₁，k₂，…，k_N；逆变侧和整流侧的能量比值为：式中，下标n取值为1,2,…N，k_n是大于0的实数；E_I为逆变侧测得的瞬时能量，E_R为整流侧测得的瞬时能量；步骤七：组成N个数据点的一组数据{(k₁，d₁)，(k₂，d₂)，…,(k_N，d_N)}；其中，d₁，d₂，……，d_N为N个等分点位置距离整流侧的直流线路的距离；步骤八：采用最小二乘拟合对步骤七得到的数据进行曲线拟合，得到故障测距函数：d＝f(k)；其中，d为故障距离，f(k)为逆变侧和整流侧的能量比值k与故障距离的函数；根据排列熵值的变化情况判断是否发生故障，若确定发生故障，则进行测距；若不是故障，是一个正常运行情况的小扰动，则不进行测距，包括以下步骤：步骤1：基于广域测量系统在输电线路的整流端和逆变端测量电压行波信号，若排列熵差比的指标大于+15％时，则判别为系统发生了故障，利用故障测距函数测量故障位置；步骤2：利用小波包分解算法分解故障位置整流侧和逆变侧的电压行波信号，提取5层小波包分解后整流侧和逆变侧的电压行波信号的低频分量，并计算逆变侧的瞬时能量E_I和整流侧的瞬时能量E_R；步骤3：计算逆变侧瞬时能量E_I和整流侧瞬时能量E_R的比值得到能量比值k，将能量比k带入故障测距函数：d＝f(k)，得出故障测距距离d，定位故障点。