[发明专利]一种利用极线故障电流曲线簇主成分聚类分析的特高压直流线路全线速动保护方法

权利要求书

1.一种利用极线故障电流曲线簇主成分聚类分析的特高压直流线路全线速动保护方法，其特征在于：当线路发生故障时，由电磁暂态仿真分别获得线路全长内的故障和正向区外故障下量测端极线电流曲线簇，选取故障前3个采样点、故障后7个采样点作样本数据进行PCA聚类分析；在PCA聚类空间，“线路内部故障”形成一个聚类中心，“正向区外故障”故障形成一个聚类中心，且两者是以q₁＝0为界，q₁为样本数据在PC₁坐标轴上的投影值；当线路发生故障，计算测试样本数据在PC₁坐标轴上的投影值q₁，并根据q₁值判断故障是否是线路故障，对于正极线路，即当q₁>0为判为线路内部故障，当q₁≤0为正向区外故障；对于负极线路，当q₁>0为判为正向区外故障，当q₁≤0为线路内部故障。

2.根据权利要求1所述的利用极线故障电流曲线簇主成分聚类分析的特高压直流线路全线速动保护方法，其特征在于具体步骤为：

第一步、在直流输电线路中，利用仿真数据形成历史样本：在正向线路故障情况下，沿输电线路MN设置300个的正向线路金属性接地故障，以及6个正向区外故障；

第二步、将仿真获得的306条故障电流仿真样本数据进行归一化处理，即选取每条样本数据中故障行波到达量测端前3个采样点和故障行波到达量测端后7个采样点的数据进行归一化处理；

第三步、对上述归一化处理后的数据进行主成分分析，构建由第一主成分(PC₁)和第二主成分(PC₂)为轴形成的主成分聚类空间；

第四步、当直流线路发生故障时，得量测端所获得的故障行波到达前3个采样点和后7个采样点的极线电流数据，经过数据归一化处理，将该故障样本投入相对应的主成分聚类空间中，得到其在第一主成分(PC₁)轴上的投影值q₁；

第五步、根据步骤四中所得的投影值q₁来判断故障为线路故障还是正向区外故障，具体的判据如式(1)～(4)所示：

在正极线路下：

若q₁>0，则判为线路内部故障(1)

若q₁≤0，则判为正向区外故障 (2)

在负极线路下：

若q₁≤0，则判为线路内部故障(3)

若q₁>0，则判为正向区外故障。(4)

3.根据权利要求2所述的利用极线故障电流曲线簇主成分聚类分析的特高压直流线路全线速动保护方法，其特征在于：所述采样率为10kHz，数据预处理时，时窗为故障前0.3ms和故障后0.7ms。