[發明專利]一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法

在審

• 申請號: 202010749956.7
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111999595A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 霍現旭;尚學軍;徐科;李樹鵬;崇志強;劉云;劉亞麗
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02J3/36
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、實時監測MMC-HVDC輸電線路平波電抗器直流側高頻直流電壓變化率，并判斷直流電壓變化率是否大于直流電壓變化率閾值，若大于則進行步驟2，否則重復執行步驟1；

步驟2、通過離散小波分析，提取MMC-HVDC輸電線路平波電抗器直流側高頻直流電壓有效值和換流器側高頻直流電壓有效值，根據提取的有效值進行故障判斷，判斷結果分為直流線路發生故障、區外故障或無故障；

步驟3、通過K-means聚類算法，采用時間窗口連續采集MMC-HVDC整流側正負極電壓與電流或逆變側正負極電壓與電流數據，對MMC-HVDC整流側正負極電壓與電流或逆變側正負極電壓與電流數據進行標幺化處理并求和得到數據處理結果；

步驟4、將數據處理結果作為向量X，計算向量X與各個故障最佳質心n_m的最小距離，并判斷選取向量X與各個故障最佳質心n_m最小距離的最小值是否小于等于對應故障的閾值，若滿足則判斷MMC-HVDC輸電線路為對應故障，若不滿足則判斷為區外故障或無故障。

2.根據權利要求1所述的一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法，其特征在于：所述步驟2提取MMC-HVDC輸電線路平波電抗器直流側高頻直流電壓有效值和換流器側高頻直流電壓有效值的計算方法為：

其中，U_R為直流電壓有效值，k為采樣時間窗口內的采樣點數，u_tran表示直流電壓高頻頻帶的采樣值，i＝1，2......k。

3.根據權利要求1所述的一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法，其特征在于：所述步驟2進行故障判斷的方法為：判斷MMC-HVDC輸電線路平波電抗器直流側高頻直流電壓有效值與換流器側高頻直流電壓有效值差值的絕對值是否大于電壓有效值差值的設定閾值，并且判斷平波電抗器直流側高頻直流電壓有效值是否大于換流器側高頻直流電壓有效值，若滿足，則判斷直流線路發生故障，否則判斷為區外故障或無故障。

4.根據權利要求1所述的一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法，其特征在于：所述步驟3中對MMC-HVDC整流側正負極電壓與電流或逆變側正負極電壓與電流數據進行標幺化處理并求和得到數據處理結果的方法為：

其中，S_i為整流側或逆變側正負極電壓與電流數據的計算結果，i＝1,2,3,4，S₁為整流側或逆變側正極電壓的計算結果，S₂為整流側或逆變側正極電流的計算結果，S₃為整流側或逆變側負極電流的計算結果，S₄整流側或逆變側負極電流的計算結果，H_b,i為整流側或逆變側正負極電壓與電流的標幺值，H_b,1為整流側或逆變側正極電流標幺值，H_b,2為整流側或逆變側正極電壓標幺值，H_b,3為整流側或逆變側負極電壓標幺值，H_b,4為整流側或逆變側負極電流標幺值，n為時間窗口內的采樣點數，H_i,j為時間窗口內整流側或逆變側正負極電壓與電流的采樣數值，H_1,j為時間窗口內整流側或逆變側正極電壓的采樣數值，H_2,j為時間窗口內整流側或逆變側正極電流的采樣數值，H_3,j為時間窗口內整流側或逆變側負極電壓的采樣數值，H_4,j為時間窗口內整流側或逆變側負極電流的采樣數值。

5.根據權利要求1所述的一種MMC-HVDC輸電線路故障判斷方法，其特征在于：所述步驟3中時間窗口為1ms。