基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法及系统技术方案

本公开提出了基于CA‑WMM的混合直流线路故障测距方法及系统，包括：获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；确定固定故障点所在线路后计算故障点距离线路两端的故障距离。在测距过程中只需要三个测点的电流信息，通过计算其互相关系数判定故障发生的区段，不需要由经验值得到的判定阈值，算法的准确性高、可靠性强。

【技术实现步骤摘要】
基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法及系统
本公开属于电力系统线路保护相关
，尤其涉及基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。柔性直流输电是一种小型、高效、控制灵活的新型直流输电技术，由于其不存在换相失败的情况、开关频率低、谐波含量少等优点在新能源并网、孤岛供电、城市电网改造等诸多领域有广阔的应用前景。在孤岛供电及城市电网改造中，由于地形的限制和城市内土地面积的紧张，出现了由多段架空线和电缆混合而成的输电线路。由于架空线与电缆的波阻抗不同，其行波速度不相同而且行波的传播路径更加复杂，传统的算法已经不再适用，混合输电线路的出现给行波故障测距技术带来了新的挑战。对于混合线路的故障测距，大多是采用时间差判断故障的区段，然后进行故障测距。但是其整定值利用经验值得到，在判定故障区段时已经存在了误差，导致后续无法准确计算线路的故障距离。现有技术中存在当一条母线上同时有电缆与架空线等多条线路时，利用相关系数选择具体那一条线路发生故障，但是针对由多段架空线与电缆混合连接一条线路，无法判断该条线路上哪一段发生故障。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，能够确定故障点所在的线路以及故障点距离线路两端的故障距离，CA指相关分析，WMM指小波变换模极大值。为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：第一方面，公开了基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，包括：获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；确定固定故障点所在线路后计算故障点距离线路两端的故障距离。进一步的技术方案，采用Karenbauer相模变换矩阵对电流分量进行解耦，提取故障电流的线模分量。进一步的技术方案，确定固定故障点所在线路后，针对故障点所在线路计算起所在线路端的距离。进一步的技术方案，线路A端电流与连接点P电流的互相关系数ρAP,线路B端电流与连接点P电流的互相关系数ρBP。若ρAP<ρBP，则故障发生在AP段，即为架空线发生故障；若ρAP>ρBP，则故障发生在BP段，即为电缆发生故障。第二方面，公开了基于CA-WMM的混合直流线路故障测距系统，包括：线模分量提取模块，获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；故障的区段判断模块，计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；故障距离计算模块，确定固定故障点所在线路后计算故障点距离线路两端的故障距离。进一步的技术方案，采用Karenbauer相模变换矩阵对电流分量进行解耦，提取故障电流的线模分量。进一步的技术方案，确定固定故障点所在线路后，针对故障点所在线路计算起所在线路端的距离。进一步的技术方案，线路A端电流与连接点P电流的互相关系数ρAP,线路B端电流与连接点P电流的互相关系数ρBP。若ρAP<ρBP，则故障发生在AP段，即为架空线发生故障；若ρAP>ρBP，则故障发生在BP段，即为电缆发生故障。以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：目前相关分析多用于配电网故障选线、故障选相与电机的故障诊断等方面，应用于故障测距领域的不多，但是该方法原理简单，计算量小；在测距过程中只需要三个测点的电流信息，通过计算其互相关系数判定故障发生的区段，不需要由经验值得到的判定阈值，算法的准确性高、可靠性强。本公开技术方案利用相关系数识别这一条线路上哪一段发生故障，再利用WMM(小波变换模极大值)识别突变点进一步精确故障位置。本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本专利技术的故障定位流程图；图2为两段直流混合线路测距模型；图3(a)为线路A端测点线模电流；图3(b)为线路B端测点线模电流；图3(c)为线路连接点P测点线模电流；图4(a)为线路A端测点WMM结果；图4(b)为线路B端测点WMM结果；图4(c)为线路连接点P测点WMM结果。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例公开了基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，故障测距流程如图1所示。计算测点之间的互相关系数，通过比较互相关系数大小，其较小的相关系数对应的两个测点之间的线路即为故障点所在的线路；在准确的判定故障区段之后，利用测距公式计算故障点距离线路两端的故障距离。具体步骤包括：步骤1、采集输电线路两端和线缆连接点处的电流信号；步骤2、对电流信号进行解耦，获得线模分量；步骤3、分别计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数；步骤4、比较互相关系数判断发生故障的区段；步骤5、利用小波模极大值确定波头到达时刻；步骤6、根据故障区段选择测距公式，计算故障距离。在具体例子中，如图2所示，直流线路由一段架空线路与一段电缆组成，当输电线路内部发生故障时，采集A、B两端和线路连接点P的故障电流行波信号，采样频率为1MHz。步骤2中，由于直流线路正负极存在耦合关系，行波分量不相互独立，采用Karenbauer相模变换矩阵对电流分量进行解耦，时域下相模变换及反变换的关系如式(1)所示:Karenbauer相模变换矩阵如式(2)所示:将故障电流进行解耦，可得到如下表达式式中，ip,in分别为测点采集到的正负极电流，为分解后的0模及线模分量。由于0模分量不稳定，选用线模分量做进一步处理。步骤3中，互相关函数可以反映两个信号中共有的频率成分，能相对完整的的保留相位方面信息，有增强两信号之间的较大共有成分、抑制较小共有成分、消除无关成分的能力。对于两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，其特征是，包括：/n获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；/n计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；/n确定固定故障点所在线路后计算故障点距离线路两端的故障距离。/n

【技术特征摘要】
1.基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，其特征是，包括：
获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；
计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；
确定固定故障点所在线路后计算故障点距离线路两端的故障距离。


2.如权利要求1所述的基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，其特征是，采用Karenbauer相模变换矩阵对电流分量进行解耦，提取故障电流的线模分量。


3.如权利要求1所述的基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，其特征是，确定固定故障点所在线路后，针对故障点所在线路计算起所在线路端的距离。


4.如权利要求1所述的基于CA-WMM的混合直流线路故障测距方法，其特征是，线路A端电流与连接点P电流的互相关系数ρAP,线路B端电流与连接点P电流的互相关系数ρBP。若ρAP<ρBP，则故障发生在AP段，即为架空线发生故障；若ρAP>ρBP，则故障发生在BP段，即为电缆发生故障。


5.基于CA-WMM的混合直流线路故障测距系统，其特征是，包括：
线模分量提取模块，获取混合直流线路的两端和线路连接点的故障电流行波并提取线模分量；
故障的区段判断模块，计算两端电流与连接点线模电流的互相关系数并对两组系数进行比较判断，确定发生故障的区段是电缆故障还是架空线故障；
故障距离计算模块，确定固定故障点所在线路后计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静伟，史泽兵，丁晓兵，余江，张弛，郑茂然，陈朝晖，陈宏山，吴江雄，万信书，孙铁鹏，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44