[發明專利]一種柔性直流輸電設備故障識別方法和裝置

在審

• 申請號: 202010424201.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111596155A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 曹楠;羅健;趙東來;李天琦;黃遠超;陳翔宇;郭寧明;杜向楠;曹均正;欒洪洲
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06Q10/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種柔性直流輸電設備故障識別方法和裝置，通過子模塊中的信息確定各子模塊的故障特征參數；計算所述故障特征參數的空間自相關指標；基于所述空間自相關指標對各子模塊進行故障識別；所述故障特征參數包括子模塊中均壓電容的容值、子模塊的溫度和子模塊的均壓比；本發明綜合了柔性直流輸電設備的拓撲結構和電氣特征，實現柔性直流輸電設備故障的在線識別，提高了識別結果準確度；不受電氣量測量信號的制約，無需提取每個元件的所有的故障特征參數，耗時短，且大大節省了人力成本，提高了識別效率；在進行柔性直流輸電設備故障識別時，柔性直流輸電設備無需退出運行狀態，不影響高壓直流系統的正常運行。

技術領域

本發明涉及直流設備在線監測技術領域，具體涉及一種柔性直流輸電設備故障識別方法和裝置。

背景技術

柔性直流輸電設備器件拓撲結構設計相對復雜，大量應用的電力電子器件增加了設備運行的脆弱性。柔性直流輸電設備故障的在線識別和定位可協助運維人員快速發現和捕捉設備早期缺陷，為柔直設備狀態檢修計劃制定提供科學依據，減少設備不必要的停電檢修和預防性試驗，對于確保柔直設備安全可靠運行有著重要意義。

目前，針對柔性直流輸電設備的故障特征識別研究大多集中于對電力電子器件或模塊的失效機理、故障特征參數仿真分析以及電子元件選擇和管理等方面，主要局限于IGBT模塊、金屬氧化膜電容器等關鍵元器件的故障后檢測及處理，以及通過選取電氣量測量信息根據設備元器件實現原理仿真計算的故障識別。

現有的柔性直流輸電設備故障特征識別側重于在故障發生后進行故障機理研究及故障點確定，不能對柔性直流輸電設備發生的故障進行早期預警，且不能阻止局部故障進一步擴大。關鍵元器件的故障后檢測及處理可以準確定位故障的位置以及嚴重程度，但是故障的查找和定位耗時長，人力成本較高，而且柔性直流輸電設備本身必須退出運行狀態，影響高壓直流系統的正常運行；利用仿真計算的柔性直流輸電設備故障特征識別方法需要以全面、完整且正確的電氣量測量信息為基礎，否則可能會造成判斷結果不準確，而柔性直流輸電設備各子系統元件之間結構復雜，難以對每種元件的特征參量進行全面提取和準確測量，測量誤差大，受電氣量測量信息制約較大，得到的識別結果準確度較低，且不能實現對柔性直流輸電設備實現在線識別。

發明內容

為了克服上述現有技術中不能實現在線設別以及識別結果準確度較低的不足，本發明提供一種柔性直流輸電設備故障識別方法，包括：

通過子模塊中的信息確定各子模塊的故障特征參數；

計算所述故障特征參數的空間自相關指標；

基于所述空間自相關指標對各子模塊進行故障識別；

所述故障特征參數包括子模塊中均壓電容的容值、子模塊的溫度和子模塊的均壓比。

所述通過子模塊中的信息確定各子模塊的故障特征參數，包括：

通過子模塊中的溫度傳感器采集子模塊的溫度，并通過子模塊中的高電位板卡采集所述子模塊的電壓、均壓電容的紋波電壓和紋波電流；

基于子模塊的電壓確定子模塊的均壓比，并基于所述紋波電壓和紋波電流確定均壓電容的容值。

所述計算所述故障特征參數的空間自相關指標，包括：

基于子模塊的故障特征參數實時值計算故障特征參數的空間聯系局部Moran指數，空間聯系局部Moran指數即莫蘭指數，其屬于空間自相關系數的一種，用于判別空間是否存在自相關性。

基于所述空間聯系局部Moran指數計算所述故障特征參數的空間自相關指標。

所述基于所述空間自相關指標對各子模塊的故障進行識別，包括：

根據柔性直流輸電設備設計要求對所述故障特征參數進行識別；