基于近似熵计算的LCC-MMC混合直流输电故障识别方法和介质技术

本发明专利技术公开了一种基于近似熵计算的LCC

【技术实现步骤摘要】
基于近似熵计算的LCC
‑
MMC混合直流输电故障识别方法和介质


[0001]本专利技术涉及高压直流输电故障识别
，尤其涉及一种基于近似熵计算的LCC
‑
MMC混合直流输电故障识别方法和介质。

技术介绍

[0002]电能是社会发展、工业进步的重要保障，电力资源分布不均将严重制约一个国家和地区的发展水平。因此，发展大容量、远距离、低损耗的输电技术是促进国家经济迅速发展的重要手段。
[0003]特高压直流输电技术作为一种新兴的技术，适合远距离、大容量的电能输送，近年来相关技术发展迅速。现阶段的直流输电技术所采用的换流装置包括电流源型换流器(LCC)和电压源型换流器(VSC)两个主流类别。LCC换流器的优势在于建设成本较低，能实现的换流容量较大，仍为现阶段的主流换流设备，但其应用于逆变侧时易发生换相失败故障，且控制灵活性较差。在VSC换流器中，现阶段较为先进的换流器是模块化多电平换流器(MMC)，其具有低谐波、低损耗、易维护的优势，但在建设特高压等级的直流输电工程时成本较高，难以实现大规模应用。利用LCC换流器作为整流器，利用MMC换流器作为逆变器的LCC
‑
MMC混合直流输电系统可以有效结合两者的优势，在尽可能降低建设成本的前提下提升输电系统的可靠性。
[0004]但是，LCC
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MMC混合直流输电系统拓扑结构及运行方式相比传统单一类型的直流输电系统有所区别，因此，传统的直流系统故障识别方案不能直接应用于LCC
‑
>MMC混合直流输电系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提供一种基于近似熵计算的LCC
‑
MMC混合直流输电故障识别方法，该方法能够实现LCC
‑
MMC混合直流输电系统的故障识别。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
[0007]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于近似熵计算的LCC
‑
MMC混合直流输电故障识别方法，包括：
[0009]步骤S1：构建能量函数，并采用所述能量函数计算各换流站的能量水平值；
[0010]步骤S2：根据各换流站的所述能量水平值计算各换流站的能量水平近似熵，并得到近似熵变化量；
[0011]步骤S3：设置各换流站的门槛值，根据所述近似熵变化量和所述门槛值确定LCC
‑
MMC混合直流输电系统的故障位置。
[0012]优选的，所述换流站包括依次连接的换流站A、换流站B和换流站C，所述换流站A为LCC换流站，所述换流站B和所述换流站C为MMC换流站，所述换流站A、所述换流站B和所述换
流站C组成所述LCC
‑
MMC混合直流输电系统，其中，所述换流站A作为整流器，所述换流站B和所述换流站C作为逆变器。
[0013]优选的，所述步骤S1中，所述能量函数采用如下公式表示：
[0014][0015]其中，V为能量水平值，P和Q分别为换流站输送的有功功率和无功功率，U和δ分别表示换流站交流侧的电压有效值及其相角,U
s
和δ
s
分别表示换流站在无故障状态下交流侧的电压有效值及其相角，u表示相角变量。
[0016]优选的，所述方法还包括：
[0017]计算换流站的正负极能量水平变化量，并得到换流站正极能量水平变化量最大值和负极能量水平变化量最大值；
[0018]当换流站正极能量水平变化量最大值大于所述负极能量水平变化量最大值时，确定LCC
‑
MMC混合直流输电系统正极故障；反之，确定LCC
‑
MMC混合直流输电系统负极故障。
[0019]优选的，所述步骤S2包括：
[0020]步骤S21：根据所计算的换流站的能量水平值得到一预设长度的能量水平时间序列；
[0021]步骤S22：从所述能量水平时间序列中取出若干个二维矢量，并设置相似度半径；
[0022]步骤S23：对于每一所述二维矢量，根据所述相似度半径从所述能量水平时间序列中获取与所述二维矢量相似的矢量数量，并根据所述矢量数量、所述预设长度和矢量维数确定相似占比；
[0023]步骤S24：根据所有的二维矢量的相似占比求取得到与所述矢量维数对应的元素值；
[0024]步骤S25：从所述能量水平时间序列中取出若干个三维矢量，并设置相似度半径，然后重复步骤S23和步骤S24，得到与三维矢量维数对应的元素值；
[0025]步骤S26：将两元素值求差得到所述换流站的能量水平近似熵，并与上一时刻的能量水平近似熵作差得到近似熵变化量。
[0026]优选的，获取LCC
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MMC混合直流输电系统的高阻抗接地故障和输送功率变化数据，并根据所述高阻抗接地故障和输送功率变化数据设置各换流站的门槛值。
[0027]优选的，所述步骤S3中，根据所述近似熵变化量和所述门槛值确定LCC
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MMC混合直流输电系统的故障位置的步骤包括：
[0028]步骤S31：分别计算换流站A和换流站C的近似熵变化量超过对应门槛值的时间；
[0029]步骤S32：计算第一时间差门槛值和第二时间差门槛值；
[0030]步骤S33：根据各近似熵变化量超过各对应门槛值的时间，以及所述第一时间差门槛值和所述第二时间差门槛值确定故障位置。
[0031]优选的，故障位置判断公式如下：
[0032][0033]其中，t
A
为换流站A的近似熵变化量超过对应门槛值的时间，t
C
为换流站C的近似熵
变化量超过对应门槛值的时间，G
t1
和G
t2
分别为第一时间差门槛值和第二时间差门槛值，线路AB为换流站A与换流站B之间的线路，线路BC为换流站B与换流站C之间的线路。
[0034]优选的，所述第一时间差门槛值和所述第二时间差门槛值采用如下公式表示：
[0035][0036]其中，l
AB
和l
BC
分别为线路AB和线路BC的长度，v为故障行波在线路中的传播速度，Δt为设置的死区时间。
[0037]为达到上述目的，本专利技术第二方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的基于近似熵计算的LCC
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MMC混合直流输电故障识别方法。
[0038]本专利技术至少具有以下技术效果：
[0039]本专利技术通过构建能量函数，并采用该能量函数计算LCC
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MMC混合直流输电系统各换流站的能量水平值，然后根据各换流站的能量水平值计算各换流站的能量水平近似熵，并得到近似熵变化量，之后设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近似熵计算的LCC
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MMC混合直流输电故障识别方法，其特征在于，包括：步骤S1：构建能量函数，并采用所述能量函数计算各换流站的能量水平值；步骤S2：根据各换流站的所述能量水平值计算各换流站的能量水平近似熵，并得到近似熵变化量；步骤S3：设置各换流站的门槛值，根据所述近似熵变化量和所述门槛值确定LCC
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MMC混合直流输电系统的故障位置。2.如权利要求1所述的基于近似熵计算的LCC
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MMC混合直流输电故障识别方法，其特征在于，所述换流站包括依次连接的换流站A、换流站B和换流站C，所述换流站A为LCC换流站，所述换流站B和所述换流站C为MMC换流站，所述换流站A、所述换流站B和所述换流站C组成所述LCC
‑
MMC混合直流输电系统，其中，所述换流站A作为整流器，所述换流站B和所述换流站C作为逆变器。3.如权利要求2所述的基于近似熵计算的LCC
‑
MMC混合直流输电故障识别方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述能量函数采用如下公式表示：其中，V为能量水平值，P和Q分别为换流站输送的有功功率和无功功率，U和δ分别表示换流站交流侧的电压有效值及其相角,U
s
和δ
s
分别表示换流站在无故障状态下交流侧的电压有效值及其相角，u表示相角变量。4.如权利要求3所述的基于近似熵计算的LCC
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MMC混合直流输电故障识别方法，其特征在于，所述方法还包括：计算换流站的正负极能量水平变化量，并得到换流站正极能量水平变化量最大值和负极能量水平变化量最大值；当换流站正极能量水平变化量最大值大于所述负极能量水平变化量最大值时，确定LCC
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MMC混合直流输电系统正极故障；反之，确定LCC
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MMC混合直流输电系统负极故障。5.如权利要求4所述的基于近似熵计算的LCC
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MMC混合直流输电故障识别方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21：根据所计算的换流站的能量水平值得到一预设长度的能量水平时间序列；步骤S22：从所述能量水平时间序列中取出若干个二维矢量，并设置相似度半径；步骤S23：对于每一所述二维矢量，根据所述相似度半径从所述能量水平时间序列中获取与所述二维矢量相似的矢量数量，并根据所述矢量数量、所述预设长度和矢量维数确定相似占比；步骤S24：根据所有的二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子江，樊友平，张兆毅，商犇，舒印彪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：