一种LCC-MMC混合直流输电线路故障测距方法及系统

一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法及系统
技术领域
1.本发明涉及一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。


背景技术：

2.基于相控换流器的传统高压直流输电(lcc-hvdc)技术已趋于成熟，具有输送容量大、成本低、运行技术成熟等优点，不受电力输送距离的影响，且解决了交流系统中功角稳定的问题，因此相控换流器(lcc)是解决电力远距离输送与电网互联的重要手段。但是，当lcc 作为逆变器时，存在以下问题：一是存在换相失败的风险，二是输电压电平较低，在交流侧形成的谐波次数底，需要安装滤波器，三是lcc换流器吸收大量的无功功率，对无功功率补偿装置要求很高。与lcc换流器相比，基于全控器件igbt和pwm调制技术的柔性直流不存在换相失败、谐波小，可连接弱交流与无源系统及电网故障后的黑启动，具有诸多方面的显著特点与优势，成为破解受端系统接纳区外大规模直流电力馈入受限难题的重要技术手段。综合lcc与mmc(模块化多电平换流器)的优点，将lcc作为整流侧，mmc作为逆变侧，形成的混合高压直流输电系统(lcc-mmc)逐渐成为直流远距离输电工程的主流方式。
3.lcc-mmc混合直流输电线路故障定位技术从原理上可分为行波法、固有频率法和故障分析法。行波法利用信号处理方法对故障行波到达量测端的波头进行标定，并依据行波到达时刻与故障距离之间的约束关系计算故障距离，其关键在于行波波头的精确标定；故障分析法依据线路参数和电气量之间的数学关系，通过优化求解实现故障定位；基于固有频率法的故障测距主要利用故障行波的主频率成分与故障距离之间的数学关系实现故障定位，其定位精度受主频率的精确提取、频谱混叠、频谱泄漏、系统边界条件等影响，尚未得到实际应用。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法及系统，用以解决现有技术中，故障定位方面存在的问题。
5.本发明的技术方案是：一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法及系统，分别利用整流侧和逆变侧数据即可构造测距方程，与行波测距法相比，无需精确的进行波头的检测和标定，双端通信不用同步对时，抗噪声干扰能力与抗过渡电阻能力较强；相比于固有频率法，混合直流系统双端的系统物理边界不同、波速不一致、系统控制响应对测距结果均不会产生误差，且不受固有频率主频值精确度影响，并消除了故障点折反射所造成的频谱混叠，通过一系列仿真验证，证明该方法测距结果可靠、稳定、精度高，并对不同类型的故障有较强适应性和鲁棒性。
6.本发明的具体步骤为：
7.step1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号，分别构造测距信号。
8.step2：分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱。
9.step3：分别计算两端频谱的频差值，计算两端频差值的比值，利用该比值计算测距估计结果k％，(1-k)％。
10.step4：分别计算双端校验信号，比较双端校验信号之差是否小于预设的校验阈值，若是，则故障测距结果为max[k％,(1-k)％]，若否，则故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。
[0011]
所述step1具体为：
[0012]
step1.1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号。
[0013]
step1.2：通过karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取整流侧和逆变侧极空间模量电流信号，作为测距信号。
[0014]
所述step2具体为：
[0015]
step2.1：分别计算整流侧和逆变侧测距信号的频谱。
[0016]
step2.2：判断两端频域信号的频谱是否为等间隔，若否，则执行step2.3，若是，则分别计算两端信号的频差。
[0017]
step2.3：分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号，返回step2.1。
[0018]
所述幂变换指的是奇次幂。
[0019]
所述step3具体为：
[0020]
step3.1：分别提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差。
[0021]
step3.2：按照式(1)求出双端频差的比值ω
mn
，m表示双端直流系统的整流侧，n表示双端直流系统的逆变侧。
[0022][0023]
式(1)中，δωm、δωn分别表示m端和n端计算所得的角频差、δfm、δfn分别表示 m端和n端计算所得的频差，双端频差和角频差分别满足式(2)、(3)的关系式。
[0024][0025][0026]
step3.3：利用双端频差的比值ω
mn
所构造的测距公式(4)，得到测距估计结果k％。
[0027][0028]
式(4)中，xf表示故障点相对于m端的距离，k％表示故障点相对于m端的距离占线路总长的百分比，l表示直流线路全长。
[0029]
所述step3.2还可以为，按照式(5)求取双端频差的比值ω
nm
。
[0030][0031]
[0032]
所述step3.3还可以为，利用双端频差的比值ω
nm
所构造的测距公式(6)，得到测距结果(1-k)％。
[0033]
所述step4具体为：
[0034]
step4.1：计算双端频差比值与1之差的绝对值。
[0035]
step4.2：判断双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值，若是，则故障测距结果为k％，若否，则执行step4.3
[0036]
step4.3：分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率km和kn。
[0037]
step4.4：比较k
m-kn是否小于预设的校验阈值，若是，则执行step4.5，若否，则执行 step4.6。
[0038]
step4.5：故障测距结果为max[k％,(1-k)％]。
[0039]
ste4.6：故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。
[0040]
一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，包括：
[0041]
信号采集模块，用于从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号。
[0042]
信号预处理模块，用于构造测距信号。
[0043]
频域信号分析模块，用于分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱。
[0044]
频域信号处理模块，用于计算频域信号的等间隔频差值，并计算两端频差值的比值。
[0045]
故障测距模块，用于计算和记录故障测距结果。
[0046]
信号校验模块，用于计算校验信号。
[0047]
所述信号采集模块包括：
[0048]
电压电流变送单元，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置a/d采集的信号。
[0049]
模拟量采集单元，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号。
[0050]
数据存储单元，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器。
[0051]
突变量启动单元，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件。
[0052]
所述信号预处理模块包括：
[0053]
数值计算单元1，用于利用karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取极空间电流模量行波暂态信号。
[0054]
数值计算单元2，用于分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号。
[0055]
所述频域信号分析模块包括：
[0056]
时频变换单元，用于提取直流输电线路两端关联信号的频域信号。
[0057]
频谱计算单元，用于计算两端频域信号的频谱。
[0058]
频谱判断单元，用于判断两端频域信号的频谱是否为等间隔。
[0059]
所述频域信号处理模块包括：
[0060]
频差计算单元，用于提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差。
[0061]
比值计算单元，用于求出双端频差的比值ω
mn
、ω
nm
，m表示双端直流系统的一端，n 表示双端直流系统的另一端。
[0062]
所述信号校验模块包括：
[0063]
校验信号计算单元1，用于计算双端频差比值与1之差的绝对值。
[0064]
校验信号计算单元2，用于分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率km和kn。
[0065]
校验信号比较单元1，用于比较双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值。
[0066]
校验信号比较单元2，用于比较k
m-kn是否小于预设的校验阈值。
[0067]
本发明的有益效果是：
[0068]
1、本发明不受lcc侧和mmc侧不同的系统边界条件影响，规避了行波波头识别的不可靠、波到时刻的标定的不精确所带来的误差。。
[0069]
2、本发明利用lcc侧和mmc侧获得的频差比构造测距方程，测距精度不受波头畸变、波形缺损、首波头丢失的影响，数学上减少了波速衰减的影响，不依赖双端同步对时，对高阻故障等弱故障模态具有较好的鲁棒性。
[0070]
3、本发明可利用行波测距装置采集的行波信号，亦可利用故障录波器采集的信号实现，不受干扰信号、通道噪声、通道同步性影响，作为现有行波测距算法的补充和辅助，测距结果归算至杆塔号，线路长度不参与测距计算，其精度不受线路长度实际变化影响。
附图说明
[0071]
图1是实施例一所对应的系统示意图；
[0072]
图2是实施例一中所对应的整流侧系统边界示意图；
[0073]
图3是实施例一中对应的m端行波耦合箱所获得的电流测距信号示意图；
[0074]
图4是实施例一中对应的n端行波耦合箱所获得的电流测距信号示意图；
[0075]
图5是实施例一中m端频谱；
[0076]
图6是实施例一中n端频谱；
[0077]
图7是是本发明提供的第二实施例中lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法的流程示意图；
[0078]
图8是第二实施例对应的step1的具体步骤流程图；
[0079]
图9是第二实施例对应的step2的具体步骤流程图；
[0080]
图10是第二实施例对应的step3的具体步骤流程图；
[0081]
图11是第二实施例对应的step4的具体步骤流程图；
[0082]
图12是第二实施例lcc-mmc混合直流输电线路故障测距对应的系统功能框图。
具体实施方式
[0083]
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
[0084]
如图1所示，在在pscad/emtdc环境下搭建的
±
800kv真双极双端混合直流输电系统 (lcc-mmc)。整流侧为m端，采用lcc换流器，逆变侧为n端，采用mmc换流器。整流侧每极换流单元为双12脉冲换流器串联组成。直流输电线路为六分裂导线，线路长为 1500km，线路
两侧装有400mh的平波电抗器。
[0085]
图2为平波电抗器和直流滤波器构成的物理边界示意图。如图2所示，直流侧特征谐波次数为kp次，其中p为换流器的脉波数，k为任意正整数，因此直流滤波器选用12/24/36三调谐滤波器。其参数为：l＝400mh、l1＝39.09mh、l2＝26.06mh、l3＝19.545mh、l4＝34.75mh、 c1＝0.9μf、c2＝0.9μf、c3＝1.8μf、c4＝0.675μf。图中b1～b4、d1、d2分别为直流滤波器、平波电抗器、直流母线的避雷器。平波电抗器在行波频率范围内，可视为开路。逆变侧的边界即为平波电抗器。
[0086]
实施例1：假设在距离m端400km处发生单极金属性短路故障，采样率为200khz。具体实施步骤为：
[0087]
step1：从混合直流输电系统(lcc-mmc)的整流侧(lcc)和逆变侧(mmc)分别采集行波耦合箱电流信号，分别构造测距信号。
[0088]
step1.1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号。
[0089]
step1.2：通过karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取整流侧和逆变侧极空间模量电流信号，作为测距信号，如图3、图4所示。
[0090]
step2：分别对两端测距信号进行傅里叶变换，得到相应的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱。
[0091]
step2.1：分别计算整流侧和逆变侧测距信号的频谱，如图5、图6所示。
[0092]
step2.2：判断两端频域信号的频谱是否为等间隔，若否，则执行step2.3，若是，则分别计算两端信号的频差。
[0093]
step2.3：分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号，返回step2.1。
[0094]
所述幂变换指的是奇次幂。
[0095]
step3：分别计算两端频谱的频差值，计算两端频差值的比值，利用该比值计算测距估计结果k％，(1-k)％，具体包括：
[0096]
step3.1：分别提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值ω，如图4、图5中圆圈标注所示。
[0097]
按式(7)和(8)对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差。
[0098]
δωm＝ωm(k2+1)-ωm(k2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0099]
δωn＝ωn(k2+1)-ωn(k2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0100]
根据式(2)、(3)、(7)、(8)计算得到计算结果为：δfm＝372.5hz，δfn＝135.45hz。 k2＝1,2,
…
(length(ω)-1)，length(ω)表示频谱谱峰频率ω序列的长度。
[0101]
step3.2：按照式(1)求出双端频差的比值ω
mn
，m表示双端直流系统的整流侧(lcc)， n表示双端直流系统的逆变侧(mmc)。
[0102][0103]
式(1)中，δωm、δωn分别表示m端和n端计算所得的角频差、δfm、δfn分别表示 m端和n端计算所得的频差，双端频差和角频差分别满足式(2)、(3)的关系式。
[0104]
[0105][0106]
按照式(1)求出双端频差的比值ω
mn
＝2.75。
[0107]
step3.3利用双端频差的比值ω
mn
所构造的测距公式(4)，得到测距估计结果k％。
[0108][0109]
式(4)中，xf表示故障点相对于m端的距离，k％表示故障点相对于m端的距离占线路总长的百分比，l表示直流线路全长。k％＝26.47％。
[0110]
还可以通过双端频差的比值ω
nm
来获得故障测距结果，具体为：
[0111]
由式(5)计算所得ω
nm
，利用双端频差的比值ω
nm
所构造的测距公式(6)，得到测距结果(1-k)％，(1-k)％＝73.53％。
[0112][0113][0114]
step4：分别计算双端校验信号，比较双端校验信号之差是否小于预设的校验阈值，若是，则故障测距结果为max[k％,(1-k)％]，若否，则故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。
[0115]
step4.1：计算双端频差比值与1之差的绝对值,abs(ω
mn-1)＝1.75。
[0116]
step4.2：判断双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值，设为0.05，若是，则故障测距结果为k％＝26.47％。
[0117]
实施例2：如图7所示，一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，具体步骤为：
[0118]
step1：从混合直流输电系统(lcc-mmc)的整流侧(lcc)和逆变侧(mmc)分别采集行波耦合箱电流信号，分别构造测距信号。
[0119]
step2：分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱。。
[0120]
step3：分别计算两端频谱的频差值，计算两端频差值的比值，利用该比值计算测距估计结果k％，(1-k)％。
[0121]
step4：分别计算双端校验信号，比较双端校验信号之差是否小于预设的校验阈值，若是，则故障测距结果为max[k％,(1-k)％]，若否，则故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。
[0122]
如图8所示，step1具体为：
[0123]
step1.1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号。
[0124]
step1.2：通过karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取整流侧和逆变侧极空间模量电流信号，作为测距信号。
[0125]
如图9所示，step2具体为：
[0126]
step2.1：分别计算整流侧和逆变侧测距信号的频谱。
[0127]
step2.2：判断两端频域信号的频谱是否为等间隔，若否，则执行step2.3，若是，则分别计算两端信号的频差。
[0128]
step2.3：分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号，返回step2.1。
[0129]
所述幂变换指的是奇次幂。
[0130]
如图10所示，step3具体为：
[0131]
step3.1：分别提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差。
[0132]
step3.2：按照式(1)求出双端频差的比值ω
mn
，m表示双端直流系统的整流侧(lcc)， n表示双端直流系统的逆变侧(mmc)。
[0133][0134]
式(1)中，δωm、δωn分别表示m端和n端计算所得的角频差、δfm、δfn分别表示 m端和n端计算所得的频差，双端频差和角频差分别满足式(2)、(3)的关系式。
[0135][0136][0137]
step3.3：利用双端频差的比值ω
mn
所构造的测距公式(4)，得到测距估计结果k％。
[0138][0139]
式(4)中，xf表示故障点相对于m端的距离，k％表示故障点相对于m端的距离占线路总长的百分比，l表示直流线路全长。
[0140]
所述step3.2中求出双端频差的比值，还包括由式(5)计算所得ω
nm
，利用双端频差的比值ω
nm
所构造的测距公式(6)，得到测距结果(1-k)％。
[0141][0142][0143]
如图11所示，step4具体为：
[0144]
step4.1：计算双端频差比值与1之差的绝对值。
[0145]
step4.2：判断双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值，若是，则故障测距结果为k％，若否，则执行step4.3
[0146]
step4.3：分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率km和kn。
[0147]
step4.4：比较k
m-kn是否小于预设的校验阈值，若是，则执行step4.5，若否，则执行 step4.6。
[0148]
step4.5、故障测距结果为max[k％,(1-k)％]。
[0149]
step4.6、故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。
[0150]
如图12所示，一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，包括：
[0151]
信号采集模块201，用于从混合直流输电系统(lcc-mmc)的整流侧(lcc)和逆变侧 (mmc)分别采集行波耦合箱电流信号。
[0152]
信号预处理模块202，用于构造测距信号。
[0153]
频域信号分析模块203，用于分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位
置的等间隔频谱。
[0154]
频域信号处理模块204，用于计算频域信号的等间隔频差值，并计算两端频差值的比值。
[0155]
故障测距模块205，用于计算和记录故障测距结果。
[0156]
信号校验模块206，用于计算校验信号。
[0157]
所述信号采集模块201包括：
[0158]
电压电流变送单元2011，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置a/d采集的信号。
[0159]
模拟量采集单元2012，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号。
[0160]
数据存储单元2013，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器。
[0161]
突变量启动单元2014，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件。
[0162]
所述信号预处理模块202包括：
[0163]
数值计算单元2021，用于利用karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取极空间电流模量行波暂态信号。
[0164]
数值计算单元2022，用于计算分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号
[0165]
所述频域信号分析模块203包括：
[0166]
时频变换单元2031，用于提取直流输电线路两端关联信号的频域信号。
[0167]
频谱计算单元2032，用于计算两端频域信号的频谱。
[0168]
频谱判断单元2033，用于判断两端频域信号的频谱是否为等间隔。
[0169]
所述频域信号处理模块204包括：
[0170]
频差计算单元2041，用于提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差。
[0171]
比值计算单元2042，用于求出双端频差的比值ω
mn
、ω
nm
，m表示双端直流系统的一端， n表示双端直流系统的另一端。
[0172]
所述信号校验模块206包括：
[0173]
校验信号计算单元2061，用于计算双端频差比值与1之差的绝对值。
[0174]
校验信号计算单元2062，用于分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率km和kn。
[0175]
校验信号比较单元2063，用于比较双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值
[0176]
校验信号比较单元2064，用于比较k
m-kn是否小于预设的校验阈值。
[0177]
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于：step1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号，分别构造测距信号；step2：分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱；step3：分别计算两端频谱的频差值，计算两端频差值的比值，利用该比值计算测距估计结果k％，(1-k)％；step4：分别计算双端校验信号，比较双端校验信号之差是否小于预设的校验阈值，若是，则故障测距结果为max[k％,(1-k)％]，若否，则故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。2.根据权利要求1所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于，所述step1具体为：step1.1：从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号；step1.2：通过karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取整流侧和逆变侧极空间模量电流信号，作为测距信号。3.根据权利要求1所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于，所述step2具体为：step2.1：分别计算整流侧和逆变侧测距信号的频谱；step2.2：判断两端频域信号的频谱是否为等间隔，若否，则执行step2.3，若是，则分别计算两端信号的频差；step2.3：分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号，返回step2.1。4.根据权利要求1所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于，所述step3具体为：step3.1：分别提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差；step3.2：按照式(1)求出双端频差的比值ω
mn
，m表示双端直流系统的整流侧，n表示双端直流系统的逆变侧；式(1)中，δω
m
、δω
n
分别表示m端和n端计算所得的角频差、δf
m
、δf
n
分别表示m端和n端计算所得的频差，双端频差和角频差分别满足式(2)、(3)的关系式；端计算所得的频差，双端频差和角频差分别满足式(2)、(3)的关系式；step3.3：利用双端频差的比值ω
mn
所构造的测距公式(4)，得到测距估计结果k％；式(4)中，x
f
表示故障点相对于m端的距离，k％表示故障点相对于m端的距离占线路总长的百分比，l表示直流线路全长。
5.根据权利要求4所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于：所述step3.2还可以为，按照式(5)求取双端频差的比值ω
nm
；；所述step3.3还可以为，利用双端频差的比值ω
nm
所构造的测距公式(6)，得到测距结果(1-k)％。6.根据权利要求1所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法，其特征在于，所述step4具体为：step4.1：计算双端频差比值与1之差的绝对值；step4.2：判断双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值，若是，则故障测距结果为k％，若否，则执行step4.3step4.3：分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率k
m
和k
n
；step4.4：比较k
m-k
n
是否小于预设的校验阈值，若是，则执行step4.5，若否，则执行step4.6；step4.5：故障测距结果为max[k％,(1-k)％]；ste4.6：故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。7.一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，包括：信号采集模块，用于从混合直流输电系统的整流侧和逆变侧分别采集行波耦合箱电流信号；信号预处理模块，用于构造测距信号；频域信号分析模块，用于分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱；频域信号处理模块，用于计算频域信号的等间隔频差值，并计算两端频差值的比值；故障测距模块，用于计算和记录故障测距结果；信号校验模块，用于计算校验信号。8.根据权利要求7所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：电压电流变送单元，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置a/d采集的信号；模拟量采集单元，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号；数据存储单元，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器；突变量启动单元，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件。9.根据权利要求7所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，所述信号预处理模块包括：数值计算单元1，用于利用karenbauer变换矩阵解耦直流线路，求取极空间电流模量行波暂态信号；
数值计算单元2，用于分别计算直流输电线路两端测距信号的幂变换信号。10.根据权利要求7所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，所述频域信号分析模块包括：时频变换单元，用于提取直流输电线路两端关联信号的频域信号；频谱计算单元，用于计算两端频域信号的频谱；频谱判断单元，用于判断两端频域信号的频谱是否为等间隔。11.根据权利要求7所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，所述频域信号处理模块包括：频差计算单元，用于提取双端等间隔频谱的谱峰位置的频率值，对任意相邻两个频率值作差，得到两端各自频谱所对应相等的频差；比值计算单元，用于求出双端频差的比值ω
mn
、ω
nm
，m表示双端直流系统的一端，n表示双端直流系统的另一端。12.根据权利要求7所述的lcc-mmc混合直流输电线路故障测距系统，其特征在于，所述信号校验模块包括：校验信号计算单元1，用于计算双端频差比值与1之差的绝对值；校验信号计算单元2，用于分别计算双端首个检测到的波头的三个相邻采样点间的变化率k
m
和k
n
；校验信号比较单元1，用于比较双端频差比值与1之差的绝对值是否大于预设的阈值；校验信号比较单元2，用于比较k
m-k
n
是否小于预设的校验阈值。

技术总结
本发明涉及一种LCC-MMC混合直流输电线路故障测距方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。本发明从混合直流输电系统(LCC-MMC)的整流侧(LCC)和逆变侧(MMC)分别采集行波耦合箱电流信号，分别构造测距信号；分别计算两端测距信号的频谱，并筛选出反应故障位置的等间隔频谱；分别计算两端频谱的频差值，计算两端频差值的比值，利用该比值计算测距估计结果k％，(1-k)％；分别计算双端校验信号，比较双端校验信号之差是否小于预设的校验阈值，若是，则故障测距结果为max[k％,(1-k)％]，若否，则故障测距结果为min[k％,(1-k)％]。本发明无需识别行波波头性质、无需标定波到时刻、无需双端时钟同步，不受行波波头陡度、波头缺失、行波数据缺损、波速的影响。波速的影响。波速的影响。


技术研发人员：束洪春 田鑫萃 杨竞及 代月 唐玉涛 董俊 单节杉 韩一鸣 曹璞璘 张广斌 安娜
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8