[發明專利]基于電流自適應控制的雙端直流配電網故障定位方法

有效

• 申請號: 202110502230.8
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113176474B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 梅軍;張丙天;朱鵬飛;嚴凌霄;陳蕭宇;張森;雷劉鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G05B13/02;G05B11/42;G05F1/46;G06F17/18
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 苗苗

1.基于電流自適應控制的雙端直流配電網故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法包括以下步驟：

步驟S1：構建雙端柔性直流配電網模型；

步驟S2：故障檢測和應對措施；

步驟S3：系統采樣；

步驟S4：獲取計算公式；

步驟S5：計算最終故障距離；

所述步驟S1中換流站1、2均采用半全混合MMC，全橋占比設計為50％；

所述步驟S2中直流線路發生雙極短路故障，系統檢測到故障后，立即將這一時刻換流站1、2兩端輸出電流采樣值提取給控制系統，進行設計電流參考信號的峰值，然后電流參考信號直線衰減到零，同時系統控制器立即切換為故障電流控制模式，在PI控制器的作用下，故障電流可以快速跟隨參考值；

所述步驟S3中控制系統存在延遲以及PI調節需要時間，延遲1ms后采樣提取換流器1、2兩端的故障電流和故障電壓信息，一直到故障電流為0，采樣結束，分別計換流站1、2兩端電壓電流信號為u₁(t)，i₁(t)，u₂(t)，i₂(t)；

所述步驟S4中考慮其中電感、電阻的電壓電流關系得出以下回路方程：

式中r，l分別為線路單位長度電阻和電感，x為換流站1端到故障點距離，L為線路總長度，R_f為線路過渡電阻，兩式相減，解得故障距離：

將每個采樣點的電壓電流數據帶入故障距離表達式，式中電流微分量di₁(t)/dt，di₂(t)/dt分別用參考信號的斜率k₁，k₂代替，將分子和分母得到的離散點分別提取出來，分子記為num(i)，分母記為den(i)，分別用下式表示，i表示采樣點，t_i表示第i個采樣點的時間：

所述步驟S5中分別對分子，分母得到的離散數據進行一元線性回歸分析，利用最小二乘法擬合出預測直線，將分子，分母預測直線的斜率分別記為k_num，k_den，則最終故障距離可表示為：

2.根據權利要求1所述的基于電流自適應控制的雙端直流配電網故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法利用混合MMC的高可控性，對故障后電流進行主動控制，控制其以特定斜率衰減以減小故障定位時電流微分量的計算誤差，同時利用雙端信息量進行故障定位，消去過渡電阻，避免了過渡電阻帶來的故障定位誤差。

3.根據權利要求1所述的基于電流自適應控制的雙端直流配電網故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法采用切換控制模式時刻的故障實際電流為參考信號的峰值，參考信號過零點仍然不變，縮小不同故障條件下PI的調節時間，提高故障定位精度。

4.根據權利要求1所述的基于電流自適應控制的雙端直流配電網故障定位方法，其特征在于，所述步驟S4中故障定位公式的分子、分母分別進行一元回歸分析，降低不同采樣點之間的誤差，具體利用最小二乘算法對分子、分母離散數據進行線性擬合，最終得到其對應的預測直線，將預測直線對應的斜率相除即為故障距離。