直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法及装置制造方法及图纸

直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法及装置。包括以下步骤：采样获取测量点电压电流故障初始行波；根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；对极模行波进行小波变换，提取模量方向行波极性特征；根据特征，识别故障方向；利用直流无断路器配电网的拓扑特点，快速检测故障。构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰，实现故障的可靠识别。本发明专利技术可以快速地检测出直流线路故障并采取相应措施，兼顾了直流电网故障检测的快速性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法及装置
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法及装置。
技术介绍
柔性直流配电技术具有谐波水平低、没有换相失败问题、没有无功补偿问题、可以为无源系统供电、可同时独立调节有功功率和无功功率等优点，在我国具有广阔的应用前景。当柔性直流线路发生短路故障时，故障检测装置需要在故障发生后极短的时间内正确识别故障，并控制换流器应对故障，否则短路电流将快速增大对换流站的电力电子器件造成严重威胁。快速故障检测和雷击干扰识别对直流配电网供电可靠性的影响举足轻重。但是目前尚无直流无断路器配电网快速故障检测与可靠识别技术公开，不能满足实际应用的要求。如何可靠地区分故障行波和雷击干扰行波，快速地检测出柔性直流配电线路是否发生故障，并采取相应的保护措施成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提出了一种直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法及装置。本专利技术的技术方案为：包括以下步骤：1）采样获取测量点电压及电流初始行波；2）根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；3）对极模行波进行小波变换，提取模量方向行波极性特征；4）根据特征识别故障方向，快速检测故障；5）构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰，实现故障的可靠识别。步骤1）中，测量点位于线路首端，对线路首端电压电流进行高速采样。r>步骤4）中，若检测不到初始行波波头，则判定为线路区外故障或未发生故障，若能检测到初始行波波头，判断为线路故障或雷击干扰。故障检测的判据为：|WTMM1|>ε若|WTMM1|>ε成立，故障检测为线路故障或雷击干扰，若|WTMM1|>ε不成立，故障检测为线路区外故障或未发生故障，式中|WTMM1|为测量点初始行波的模极大值，ε为门槛整定值。步骤5）中，若检测不到特征波头，判断为雷击干扰；若能检测到特征波头，判断为线路故障。步骤5）包括以下步骤：5.1）设定初始行波到达测量点为零时刻；5.2）计算初始行波与第二个行波之间两个波头的时间差t；5.3）根据行波在线路上传播的波速度v，计算初始行波与第二个行波之间两个波头传播距离差为2x；5.4）检测t=2nx/v时刻的特征波头，其中，n为整数，n≥2；5.5）雷击干扰的判据：|WTMM(t=2nx/v)|>ε,若|WTMM(t=2nx/v)|>ε成立，故障识别为线内故障，若|WTMM(t=2nx/v)|>ε不成立，故障识别为雷击干扰，式中|WTMM(t=2nx/v)|为t=2nx/v时刻行波的模极大值，ε为门槛整定值。步骤5.4）中，检测t=4x/v时刻的特征波头。直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别装置，包括:采集模块，用于采样获取测量点电压及电流初始行波；构造模块，用于根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，构造模量方向行波；提取模块，用于对极模行波进行小波变换并计算其模极大值，提取模量方向行波极性特征；故障检测模块，用于根据特征识别故障方向，快速检测故障；故障识别模块，用于构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰。本专利技术在工作中，通过采样获取测量点电压及电流初始行波；根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；对极模行波进行小波变换并计算其模极大值，提取模量方向行波极性特征；根据特征识别故障方向，若检测不到初始行波波头，则判定为线路区外故障或未发生故障，若能检测到初始行波波头，判断为线路故障或雷击干扰，实现故障快速检测。基于短路故障和雷击干扰下波阻抗不连续点不同的原理来构造雷击干扰特征波头，若检测不到特征波头，判断为雷击干扰；若能检测到特征波头，判断为线路故障；从而实现故障的可靠识别。本专利技术可以快速地检测出直流线路故障并采取相应措施，提高直流电网故障检测的动作速度和可靠性。本专利技术可以正确区分雷击干扰所引起的行波和真实故障所引起的行波，在保证快速性的同时大大提高了行波保护的可靠性。附图说明图1是本专利技术的工作流程图，图2是线路故障和雷击干扰下的雷击干扰识别特征波头的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术包括以下步骤：1）采样获取测量点电压及电流初始行波；2）根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；3）对极模行波进行小波变换并计算其模极大值，提取模量方向行波极性特征；4）根据特征识别故障方向，快速检测故障；5）构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰，实现故障的可靠识别。步骤1）中，测量点位于线路首端，对线路首端电压电流进行高速采样。采样频率选择1MHz，但不限于此。步骤4）中，若检测不到初始行波波头，则判定为线路区外故障或未发生故障，若能检测到初始行波波头，判断为线路故障或雷击干扰。故障检测的判据为：|WTMM1|>ε若|WTMM1|>ε成立，故障检测为线路故障或雷击干扰，若|WTMM1|>ε不成立，故障检测为线路区外故障或未发生故障，式中|WTMM1|为测量点初始行波的模极大值，ε为门槛整定值。步骤5）中，若检测不到特征波头，判断为雷击干扰；若能检测到特征波头，判断为线路故障。步骤5）包括以下步骤：5.1）设定初始行波到达测量点为零时刻；5.2）计算初始行波与第二个行波之间两个波头的时间差t；5.3）根据行波在线路上传播的波速度v，计算初始行波与第二个行波之间两个波头传播距离差为2x；5.4）检测t=2nx/v时刻的特征波头，其中，n为整数，n≥2；5.5）雷击干扰的判据：|WTMM(t=2nx/v)|>ε,若|WTMM(t=2nx/v)|>ε成立，故障识别为线内故障，若|WTMM(t=2nx/v)|>ε不成立，故障识别为雷击干扰，式中|WTMM(t=2nx/v)|为t=2nx/v时刻行波的模极大值，ε为门槛整定值。步骤5.4）中，检测t=4x/v时刻的特征波头。直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别装置，包括:采集模块，用于采样获取测量点电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）采样获取测量点电压及电流初始行波；/n2）根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；/n3）对极模行波进行小波变换，提取模量方向行波极性特征；/n4）根据特征识别故障方向，快速检测故障；/n5）构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰，实现故障的可靠识别。/n

【技术特征摘要】
1.直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）采样获取测量点电压及电流初始行波；
2）根据极模变换将正负极电气量解耦为相互独立的极模量和零模量，据此构造模量方向行波；
3）对极模行波进行小波变换，提取模量方向行波极性特征；
4）根据特征识别故障方向，快速检测故障；
5）构造测量点等效行波，根据其波形特征，识别雷击干扰，实现故障的可靠识别。


2.根据权利要求1所述的直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，步骤1）中，测量点位于线路首端，对线路首端电压电流进行高速采样。


3.根据权利要求1所述的直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，步骤4）中，若检测不到初始行波波头，则判定为线路区外故障或未发生故障，若能检测到初始行波波头，判断为线路故障或雷击干扰。


4.根据权利要求3所述的直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，故障检测的判据为：|WTMM1|>ε
若|WTMM1|>ε成立，故障检测为线路故障或雷击干扰，
若|WTMM1|>ε不成立，故障检测为线路区外故障或未发生故障，
式中|WTMM1|为测量点初始行波的模极大值，ε为门槛整定值。


5.根据权利要求1所述的直流无断路器配电网线路故障快速检测与识别方法，其特征在于，步骤5）中，若检测不到特征波头，判断为雷击干扰；若能检测到特征波头，判断为线路故障。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠，施慎行，徐伟凡，李培培，刘恒门，詹昕，薛钟兵，谢晓元，董新洲，胡浩宇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司，清华大学，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32