[發明專利]基于行波主頻率的直流系統自適應重合閘方法

有效

• 申請號: 202010597438.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN112564057B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 李猛;梁晨光;張大海;和敬涵;許寅;馬為民;韓柳;馮騰;肖智宏;宮勛;熊凌飛;王晨清;孔祥平;吳聰穎;劉文軒
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;國網經濟技術研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/06;H02H1/00;G01R31/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于行波主頻率的直流系統自適應重合閘方法，其特征在于，包括：

步驟1、在直流系統輸電線路發生故障后，對線路的正、負極電壓及正極電流進行持續采樣，計算出線路的線模電壓行波；

步驟2、利用MUSIC算法計算出線模電壓行波的主頻率，判斷線模電壓行波的主頻率是否等于線路的固有特征頻率的主頻率，如果是，則確定線路瞬時性故障，故障在線路中點，線路的混合斷路器重合閘，流程結束；否則，執行步驟3；

步驟3：利用短時傅里葉變換STFT算法對所述線模電壓行波進行時頻變換，提取出線模電壓行波的主頻率對應的電壓幅值U(f)和固有特征頻率的主頻率對應的電壓幅值U(f_L)，根據所述U(f)和U(f_L)計算出特征信號幅值比值：

步驟4、根據所述特征信號幅值比值變化標定故障消失時刻，基于故障消失時刻確定混合斷路器重合閘的具體時刻，包括：

在時刻t₃之后，按照設定的時間間隔持續監測正極電壓U_1p，并計算線模電壓行波U₁的主頻率f，特征信號幅值比值K；其中t₃為正極電流I_1p衰減至0.01倍額定電流的時刻；

判斷條件正極電壓U_1p小于0.01倍額定電壓時，K1是否成立，如果是，則確定線路永久性故障，所述混合斷路器閉鎖，切除故障線路，流程結束；否則，進行后續處理；

判斷條件在t₄時刻，t₄t₃，K1是否成立，如果是，則確定線路瞬時性故障，故障在線路中點，t₄時刻為故障消失時刻，在t₄時刻混合斷路器重合閘。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1的在直流系統輸電線路發生故障后，對線路的正、負極電壓及正極電流進行持續采樣，計算出線路的線模電壓行波，包括：

在長度為L的直流系統輸電線路t₁時刻發生故障后，按照設定的時間間隔對線路的正、負極電壓U_1p、U_1n及正極電流I_1p持續采樣，利用相模變換公式計算出線路的線模電壓行波U₁；

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的利用MUSIC算法計算出線模電壓行波U₁的主頻率，包括：

位于線路兩側的混合斷路器跳閘后，按照設定的時間間隔持續檢測正極電流I_1p，將正極電流I_1p衰減至0.01倍額定電流的時刻記為t₃，截取數據窗長內的線模電壓行波U₁數據，所述數據窗的長度為t＝4L/v，v為行波傳播速度，利用MUSIC算法計算數據窗長內的U₁數據的功率譜，所述數據窗內幅值最大的U₁波峰對應的頻率最小，稱該最小頻率為線模電壓行波U₁的主頻率f。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步驟3的利用短時傅里葉變換STFT算法對所述線模電壓行波進行時頻變換，提取出線模電壓行波的主頻率對應的電壓幅值U(f)和固有特征頻率的主頻率對應的電壓幅值U(f_L)，根據所述U(f)和U(f_L)計算出特征信號幅值比值，包括：

利用STFT算法對數據窗長內的U₁數據進行時頻變換，計算U₁的功率譜，提取出線模電壓行波的U₁的主頻率f對應的電壓幅值U(f)，提取出固有特征頻率的主頻率f_L對應的電壓幅值U(f_L)；

定義特征信號幅值比值為K：