[发明专利]一种同塔双回直流线路的混合模量时域故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及同塔双回直流输电线路的故障定位方法,具体涉及一种同塔双回直流线路的混合模量时域故障定位方法。

背景技术

相对于高压交流输电，高压直流输电具有输送容量大，控制灵活迅速，不存在同步稳定问题等优势，在远距离大容量电能传输、电网互联、分布式电源接入电网等领域有着广泛的应用。随着经济的不断发展，土地资源愈加紧张，导致输电网络的建设成本日益增加。同塔双回直流输电线路由于具有占用输电走廊通道小，建设速度快的特点，能有效缓解上述矛盾，经济和社会效益显著，因此已经引起了广泛的关注并得到了具体的工程应用。可以预见，随着我国直流工程建设的推进，同塔双回直流输电技术将会得到越来越多的应用。

高压直流输电线路一般比较长，发生故障的几率高。而故障定位是查找和清除故障的重要依据，在故障发生后，快速准确的故障定位能大大减少巡线人员的工作量，快速恢复供电，减少经济损失。在直流线路故障定位方法中，时域测距方法由于不依赖于初始行波波头的准确捕捉，可以在故障后各时间段进行故障定位，因此可以作为行波测距方法的有效补充。然而，目前对于直流线路的故障定位方法仅仅局限于单回直流线路，并且是基于输电线路为对称结构这一基本前提。但对于同塔双回直流输电线路而言，由于同时存在线间耦合和相间耦合，这使得同塔双回直流输电线路的故障电磁耦合特性非常复杂；更值得关注的是，实际工程中的同塔双回直流线路不采用对称换位措施，即不能把线路简单地作为平衡线路进行处理。因此，现有的单回直流输电线路的相模变换方法以及故障定位算法不再适用同塔双回直流线路，亟需针对同塔双回直流输电线路的特点，研究其适用的故障定位方法。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有同塔双回直流输电线路故障定位技术的空白，提供一种同塔双回直流线路的混合模量时域故障定位方法，该故障定位方法是基于线路分布参数模型的同塔双回直流输电线路的故障定位算法，该方法考虑实际工程输电线路不采用对称换位措施，在时域中进行，所需数据窗短，定位精度高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种同塔双回直流线路的混合模量时域故障定位方法，包括以下步骤：

(1)构造解耦矩阵：由于同塔双回输电线路不可视为对称线路，因此需要根据实际的阻抗矩阵和导纳矩阵构造相模变换矩阵。若分别用1P、1N和2P、2N分别代表同塔架设的I回正极、负极和II回正极、负极线路。根据电力系统电磁暂态理论可以得到同塔双回的均匀传输线方程：

-ddx[Uphase]=[Zphase][Iphase],-ddx[Iphase]=[Yphase][Uphase],]]>

式中，[U_phase]＝[u_1P u_1N u_2p u_2N]^T为极线电压列向量；[I_phase]＝[i_1P i_1N i_2p i_2N]^T为极线电流列向量；[Z_phase]为线路的阻抗矩阵；[Y_phase]为线路的导纳矩阵。