[发明专利]基于电流自适应控制的双端直流配电网故障定位方法

权利要求书

1.基于电流自适应控制的双端直流配电网故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法包括以下步骤：

步骤S1：构建双端柔性直流配电网模型；

步骤S2：故障检测和应对措施；

步骤S3：系统采样；

步骤S4：获取计算公式；

步骤S5：计算最终故障距离；

所述步骤S1中换流站1、2均采用半全混合MMC，全桥占比设计为50％；

所述步骤S2中直流线路发生双极短路故障，系统检测到故障后，立即将这一时刻换流站1、2两端输出电流采样值提取给控制系统，进行设计电流参考信号的峰值，然后电流参考信号直线衰减到零，同时系统控制器立即切换为故障电流控制模式，在PI控制器的作用下，故障电流可以快速跟随参考值；

所述步骤S3中控制系统存在延迟以及PI调节需要时间，延迟1ms后采样提取换流器1、2两端的故障电流和故障电压信息，一直到故障电流为0，采样结束，分别计换流站1、2两端电压电流信号为u₁(t)，i₁(t)，u₂(t)，i₂(t)；

所述步骤S4中考虑其中电感、电阻的电压电流关系得出以下回路方程：

式中r，l分别为线路单位长度电阻和电感，x为换流站1端到故障点距离，L为线路总长度，R_f为线路过渡电阻，两式相减，解得故障距离：

将每个采样点的电压电流数据带入故障距离表达式，式中电流微分量di₁(t)/dt，di₂(t)/dt分别用参考信号的斜率k₁，k₂代替，将分子和分母得到的离散点分别提取出来，分子记为num(i)，分母记为den(i)，分别用下式表示，i表示采样点，t_i表示第i个采样点的时间：

所述步骤S5中分别对分子，分母得到的离散数据进行一元线性回归分析，利用最小二乘法拟合出预测直线，将分子，分母预测直线的斜率分别记为k_num，k_den，则最终故障距离可表示为：

2.根据权利要求1所述的基于电流自适应控制的双端直流配电网故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法利用混合MMC的高可控性，对故障后电流进行主动控制，控制其以特定斜率衰减以减小故障定位时电流微分量的计算误差，同时利用双端信息量进行故障定位，消去过渡电阻，避免了过渡电阻带来的故障定位误差。

3.根据权利要求1所述的基于电流自适应控制的双端直流配电网故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法采用切换控制模式时刻的故障实际电流为参考信号的峰值，参考信号过零点仍然不变，缩小不同故障条件下PI的调节时间，提高故障定位精度。

4.根据权利要求1所述的基于电流自适应控制的双端直流配电网故障定位方法，其特征在于，所述步骤S4中故障定位公式的分子、分母分别进行一元回归分析，降低不同采样点之间的误差，具体利用最小二乘算法对分子、分母离散数据进行线性拟合，最终得到其对应的预测直线，将预测直线对应的斜率相除即为故障距离。