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专利号: 2019113567624
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于HHT的混合多端直流输电线路行波测距方法,其特征在于,所述方法包括:分别获取位于整流侧的LCC-HVDC端和位于逆变侧的多个MMC-HVDC端的电压行波信号,基于HHT处理所述电压行波信号,获得各端的幅-频电压行波;

基于每端的所述幅-频电压行波,获取各端初始行波波头的抵达时刻;

基于各端的初始行波波头的抵达时刻,获取故障区间识别矩阵;

基于所述故障区间识别矩阵,识别故障所在区间;

基于识别出的故障所在区间,获取故障位置测量矩阵;

基于所述故障位置测量矩阵,获取故障与所在区间内的换流站之间的距离。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别获取位于整流侧的LCC-HVDC端和位于逆变侧的多个MMC-HVDC端的电压行波信号,基于HHT处理所述电压行波信号,获得各端的幅-频电压行波,具体包括对每端执行下述处理:a.获取1模电压行波信号ui(k):

b.获取1模电压行波信号的上、下包络线均值

c.定义1模电压行波信号ui(k)与上、下包络线均值 之差为d.获取 的上、下包络线均值

e.定义 与其上、下包络线均值 之差为

f.确定是否满足第一条件:

若不满足所述第一条件,返回步骤d,继续执行步骤d、e、f,直至满足所述第一条件;

若满足所述第一条件,定义参数xi(k):

确定极坐标系下的幅值Ai(k)、相位θi(k)及采样点k处的瞬时频率fi(k):确定幅-频电压行波的瞬时值Vf,i(k):Vf,i(k)=Ai(k)fi(k);

其中,i为换流站序号,i=1,2,…,N,N为混合多端直流输电系统的换流站总数;k为采样点序号;ui(k)为第i端换流站的1模电压行波信号;第ui,+(k)和ui,-(k)分别为第i端换流站的正极电压行波信号和负极电压行波信号; 为第i端换流站的1模电压行波信号的上、下包络线均值;ui,t(k)和ui,b(k)分别为第i端换流站的1模电压行波信号ui(k)的上包络线和下包络线; 为第i端换流站的 的上、下包络线均值; 和 分别为第i端换流站的 的上包络线和下包络线;n为循环次数,且n>1;

分别为经过n次和(n-1)次循环后第i端换流站的经验模态参数计算值;ε为已知的门槛值;j为虚数单位;Reli(k)和Imai(k)分别为第i端换流站直角坐标系下的实部值和虚部值,且Reli(k)等于满足所述第一条件时的 Imai(k)等于满足所述第一条件时的 的柯西积分值;T为已知的采样步长;Ai(k)、θi(k)及fi(k)分别为第i端换流站极坐标系下的幅值、相位及采样点k处的瞬时频率;Vf,i(k)为第i端换流站在采样点k处的幅-频电压行波的瞬时值。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于每端的所述幅-频电压行波,获取各端初始行波波头的抵达时刻,具体包括:获取满足第二条件的最小k值kmin,所述第二条件为:获取初始行波波头的抵达时刻ti:ti=kminT;

其中,δ为采样数据窗内幅-频电压行波的峰值,通过遍历数据采样窗内所有采样点的幅值确定;ti为第i端换流站初始行波波头的抵达时刻。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于各端的初始行波波头的抵达时刻,获取故障区间识别矩阵,具体包括:

基于各端的初始行波波头的抵达时刻,确定故障区间识别矩阵Δ:其中,Δ1、Δ2、……、ΔN分别为故障区间识别矩阵第1、2、……、N行的值;v为行波在输电线路上的传播速度,为已知值;t1、t2、……、tN分别为第1、2、……、N端换流站初始行波波头的抵达时刻;D1、D2、……、DN分别为第1、2、……、N端换流站与混合多端直流输电线路上的星型连接点之间的距离,为已知值。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述故障区间识别矩阵,识别故障所在区间,具体包括:若满足第三条件的故障区间识别矩阵的行值为Δi,所述第三条件为:Δi<Δ1≈...≈Δi-1≈Δi+1≈...≈ΔN;

则确定故障所在区间为第i端换流站与所述星型连接点之间。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于识别出的故障所在区间,获取故障位置测量矩阵;基于所述故障位置测量矩阵,获取故障与所在区间内的换流站之间的距离,具体包括:确定故障位置测量矩阵Li:

确定故障与所在区间内的第i换流站之间的距离li:其中,Li为故障所在区间为第i端换流站与所述星型连接点之间时的故障位置测量矩阵;Li,1、……、Li,(i-1)、Li,(i+1)、……、Li,(N-1)分别为Li中的第1、……、(i-1)、(i+1)、(N-1)行的值;y表示故障位置测量矩阵Li的行,y=1,2,…,N-1。