[发明专利]一种行波波头标定方法、装置、终端以及介质

说明书

本发明公开了一种行波波头标定方法、装置、终端以及介质，该方法包括分析线路发生故障后的暂态过程，提取故障后合适时间窗内的MMC直流侧母线电压数据；对所提取到的电压数据进行相模变换，得到线模电压信号；对线模电压信号进行EMD分解，得到暂态行波信号中的IMF最高频分量；对所得到IMF最高频分量进行二阶差分，二阶差分的最大值点对应时刻即为行波波头到达时刻。由于零模信号衰减比较严重，所以本发明采用线模电压信号。之后对线模电压信号进行EMD分解得到暂态行波信号中的IMF高频分量，最后利用得到的IMF高频分量进行二阶差分，二阶差分的最大值点对应时刻即为行波波头到达时刻，从而能够准确地标定故障行波波头。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种行波波头标定方法、装置、终端以及介质。

背景技术

与交流输电相比，柔性直流输电线路具有输送容量大、送电距离远、功率调节方便、电网互联容易、占地面积少等优点，应用前景越来越广泛。由于直流输电线路距离长，所以经常采用架空线路。架空线路要经过不同的气候和地形环境，是直流输电系统中故障率最高的元件。线路发生故障后产生的暂态行波信号是一个突变的、奇异性的信号，包含了许多故障信息。利用故障行波进行定位，受系统运行方式，过渡电阻影响较小，定位精度较高，具有一定的优势。但是故障行波波头的准确标定是行波法测距的重点，也是难点，如果发生故障后，无法成功捕获波头或者波头根本不存在，故障定位就会失败，所以研究故障定位中行波波头准确标定方法意义重大。

目前，行波波头识别方法主要有，导数法，小波变换法，数学形态法等。导数法对噪声比较敏感，受噪声影响较大。小波变换具有良好的时频局部化性能，能在任一小的时间段内给出行波信号在该时刻的频率信息，数学形态法和小波变换法应用于行波波头识别时，关键点在于选取合适的“基”，相对而言，小波变换法比数学形态法更为成熟。MALLAT S,HWANG W L等人的论文“Singularity detection and processing with wavelets”证明了三次B样条函数作为小波变化的基函数时，可以在有噪声的情况下有效检验出信号奇异性，但是在高阻等弱故障情况下可能检测不到波头。覃剑等人的论文“基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距”提出利用小波变换技术来提取故障行波的故障特征，并消除行波色散对测距精度的影响，但是需要根据行波的特点选取合适的小波基以及合适的分解尺度；赵妍卉等人的论文“基于小波模极大值理论的HVDC输电线路行波故障定位方法的研究”根据故障行波信号的奇异点，结合小波变换，给出了基于小波模极大值的行波波头提取方法。但是，小波变换需考虑小波基的种类、信号的采样率、分解尺度、数据窗口较宽、在运算中会用到积分运算等问题，所以自身不具有自适应性，无法用一族小波基来分析所有类型的故障。如果不能选取合适的基函数和尺度，就很难得到正确的波头时刻。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种行波波头标定方法、装置、终端以及介质，以准确地标定故障行波波头。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种行波波头标定方法，包括：

分析线路发生故障后的暂态过程，提取故障后合适时间窗内的MMC直流侧母线电压数据；

对所提取到的电压数据进行相模变换，得到线模电压信号；

对线模电压信号进行EMD分解，得到暂态行波信号中的IMF最高频分量；

对所得到IMF最高频分量进行二阶差分，二阶差分的最大值点对应时刻即为行波波头到达时刻。

如上所述的行波波头标定方法，进一步地，所述二阶差分的公式为:

式中，h(n-1)代表前一个点的IMF分量，h(n)代表的计算点的IMF分量，h(n+1)代表后一个点的IMF分量。