[发明专利]基于输入导纳的直流输电线路故障定位方法

说明书

本发明提供了一种基于输入导纳的直流输电线路故障定位方法。该方法包括：建立直流输电线路的输入导纳的计算模型，当直流输电线路在实际运行中发生故障时，利用在直流输电线路的始发端设置的电压互感器和电流互感器采集故障行波数据；将故障行波数据转换成输入导纳随频率变化的曲线，提取曲线中相邻的两个频率峰值的间隔；根据相邻的两个频率峰值的间隔和直流输电线路的行波波速度值利用输入导纳的计算模型，计算出故障点到端点的距离。本发明可以根据输入导纳的频路间隔来快速准确地找到故障点的位置，避免因停电或停电时间过长造成经济损失和安全隐患。可以仅需单端电气量就可以确定故障位置，且不受传统单端行波法后续波头测量不准确的问题。

技术领域

本发明涉及电子线路技术领域，尤其涉及一种基于输入导纳的直流输电线路故障定位方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，新能源在电网中的广泛接入，以及电动汽车、信息设备和半导体照明系统等直流负荷不断增加，直流电网在许多方面都取得了技术上和经济上的优势。柔性直流输配电系统的线路发生故障后，快速、准确地定位故障点，不仅对快速修复故障线路、保证供电可靠性及减少供电损失意义重大，而且对保证整个电力系统的安全稳定及经济运行都有十分重要的作用，因此对电网中发生的故障进行快速定位和测距是十分必要的。

电力线路的故障测距和定位方法有很多种，如早期的人工巡线法、阻抗法以及行波法。人工巡线法对巡线工人的要求很高并且效率低下。阻抗法对装置的硬件要求低，但是其适用范围窄且很多类型的线路不适用。而行波测距法的精度高，适用范围广，检测速度快，因此越来越受到欢迎，在实际工程中也得到了广泛应用。行波法在现有交流系统中应用已经十分成熟，且测距误差均能达到数十米范围之内。

单端行波法是在线路一侧装配行波记录仪，当故障发生后，故障行波由故障点发出，向线路两端传播，当故障行波传播到线路始发端，行波记录仪检测到行波波头并记录下来，此时故障行波在始发端反射反向传播，到线路始发端检测到第二次故障行波波头后，根据两次记录得到的故障行波波头到达时刻，推算出故障距离。

相对于交流系统而言，行波法更适用于直流系统的故障定位。当交流系统在电压或电流过零点时发生故障，只能产生微弱的信号，不便于辨识到达各个检测器的初始行波，而直流系统没有电压或电流过零点，行波特征比较明显。在不考虑系统边界等不连续环节影响的情况下，故障线路通常可以等效为一个线性系统。无论是交流系统还是直流系统，故障的发生可认为是在故障点添加一个阶跃激励。对于等效的线性故障区域来说，行波阶跃激励产生的响应是相似的，并满足叠加定理。纵使交流系统和直流系统行波检测装置的安装位置和滤波特性不同，交流行波波头提取和分析的方法也同样适用于直流行波。

直流系统发生故障时，响应时间比较短，因此需要快速的保护动作，而基于暂态电气量的阻抗法测距较行波法慢，且精度较低。而行波法拥有检测速度快、测距精度高，且直流系统没有电压电流过零点导致行波幅值微弱造成检测困难等缺点，非常适合于直流系统的故障定位。但是当考虑到电力系统故障检测与恢复时间时，传统的行波法都是以双端法为主，单端法为辅，需要可靠地通信技术，且耗费时间较单端法长且需要足够高的采样精度，成本较高，而单端法则由于在线路始发端需要检测到故障行波的第二次波头，而对于第二次波头的检测与识别都比较困难。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于输入导纳的直流输电线路故障定位方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于输入导纳的直流输电线路故障定位方法，建立直流输电线路的输入导纳的计算模型，包括：

当直流输电线路在实际运行中发生故障时，利用在直流输电线路的始发端设置的电压互感器和电流互感器采集故障行波数据；

将所述故障行波数据转换成输入导纳随频率变化的曲线，提取所述曲线中相邻的两个频率峰值的间隔；