[發明專利]直流線路故障定位方法及裝置

有效

• 申請號: 202110986209.X
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113419141B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 周登波;宋述波;周勇;焦華;郭云漢;鄧健俊;葉鑫;鄭銳舉;顧碩銘;徐攀騰;朱博;廖晨江;嚴海健;焦石;楊學廣;李倩;陳海永
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06F17/16;G06F30/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華

本申請涉及一種直流線路故障定位方法及裝置，基于包含多個預設故障點的參考故障波形的大量故障樣本，通過分解、時域特征提取和降維建立一種有效的距離回歸模型，降低了人為因素對模型的影響，使距離回歸模型具有較好的泛化能力，提高了距離回歸模型在小數據集上的魯棒性，應用距離回歸模型時，在獲取直流線路兩端的故障電流波形和故障電壓波形后，對故障波形進行與建立距離回歸模型相似的分解、時域特征提取和降維等處理步驟，使處理后的故障波形更好地適用于距離回歸模型，將處理后的故障波形代入距離回歸模型后可以得到準確的故障點位置，提高了直流線路故障定位方法的使用可靠性。

技術領域

本申請涉及直流輸電工程技術領域，特別是涉及一種直流線路故障定位方法及裝置。

背景技術

高壓直流輸電工程一般用于遠距離、大容量輸電，其線路一般長達數百千米，輸電走廊地形復雜、環境和氣候條件差異巨大，容易發生故障。超高壓、特高壓柔性直流輸電技術故障耐受能力弱，直流線路故障點的快速和準確測距定位對于迅速清除故障、減少故障持續時間、限制故障影響范圍和提高直流輸電工程運維水平具有重要意義。

直流線路發生短路故障后其電容通過線路電阻放電，使得線路產生的電場和磁場相互轉化形成故障電流行波和故障電壓行波，以接近光速向線路兩端傳播，故障行波包含了故障位置、過渡電阻等大量故障信息，通過對故障行波進行分析可以得到故障點與換流站之間的距離。

傳統的檢測故障點的方法包括單端行波測距法和雙端行波測距法，均需要確定波速、通過故障行波的波頭識別讀取波頭到達時刻。但是這兩種方法均受到線路參數的頻變特性的影響，行波不同頻率的分量會具有不同的衰減速率和波速，即行波的色散效應，這會導致行波波形發生畸變，降低測距精度。且實際工程應用中波速一般采用接近光速的經驗值，這也帶來了較為明顯的誤差。此外，波頭識別常用的小波變換方法需要人為選定合適的母小波與分解層數，存在一定的主觀性因素，可能影響小波分解的質量，導致傳統的故障測距方法精度低，使用不可靠。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的故障測距方法使用不可靠的問題，提供一種直流線路故障定位方法及裝置。

一種直流線路故障定位方法，包括以下步驟：

獲取直流線路兩端的故障電流波形和故障電壓波形；

對所述故障電流波形和所述故障電壓波形進行分解，得到各個波形的高頻分量，并從所述高頻分量中得到最高頻分量；

提取所述各個波形的最高頻分量的時域特征參數，形成時域特征序列；

利用主成分分析對所述時域特征序列進行降維，形成故障特征屬性的主成分矩陣；

將所述主成分矩陣代入距離回歸模型，得到所述直流線路中的故障點位置；所述距離回歸模型為對直流線路中兩個以上預設故障點的參考故障波形進行與處理所述故障電流波形匹配的分解、時域特征提取和降維后，再與參考標簽向量結合得到，所述參考標簽向量為各所述預設故障點與直流線路的換流站的距離。

一種直流線路故障定位裝置，包括：

波形獲取模塊，用于獲取直流線路兩端的故障電流波形和故障電壓波形；

分解模塊，用于對所述故障電流波形和所述故障電壓波形進行分解，得到各個波形的高頻分量，并從所述高頻分量中得到最高頻分量；

提取模塊，用于提取所述各個波形的最高頻分量的時域特征參數，形成時域特征序列；

降維模塊，用于利用主成分分析對所述時域特征序列進行降維，形成故障特征屬性的主成分矩陣；