[发明专利]一种用户侧低压直流系统线路故障定位方法及装置

权利要求书

1.一种用户侧低压直流系统线路故障定位方法，其特征在于，包括步骤：

线路发生区内故障时，在线路两端采样线路暂态信号；

采用变分模态分解方法对两端采样的暂态信号进行分解，得到有限带宽的本征模态函数分量BLIMF；

分别对线路两端分解得到的本征模态函数分量BLIMF求导并取模值，读取模值极大值点作为行波到达线路两端的时刻t₁、t₂；

根据时刻t₁、t₂计算各端距离故障点的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用变分模态分解方法对两端采样的暂态信号进行分解，得到有限带宽的本征模态函数及分量BLIMF，包括步骤：

将暂态信号f(t)分解为k个具有中心频率和有限带宽的BLIMF分量u_k(t)，满足各BLIMF分量之和等于f(t)且各BLIMF分量的宽带之和最小，其表达式为：

其中，为函数在时间t上的偏导数；ω_k为各BLIMF分量的中心频率集；*为卷积符号；δ(t)为单位脉冲函数；j为虚数单位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别对线路两端分解得到的本征模态函数分量BLIMF求导并取模值包括：

对所述本征模态函数分量BLIMF做频谱处理；

通过凯伦贝尔变换解耦，选取线模分量；

对每一个本征模态函数分量BLIMF作Hilbert变换，并求出相应解析函数的幅值谱和瞬时频率，为信号的Hilbert谱H(ω,t)；

针对信号的Hilbert谱H(ω,t)中第一个模态函数分量进行求导、取模。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据时刻t₁、t₂计算各端距离故障点的距离，包括根据以下公式计算各端距离故障点的距离l′：

其中，Δt＝t₁-t₂，L为线路总长度，v为行波在线路中传播波速。

5.一种用户侧低压直流系统线路故障定位装置，其特征在于，包括暂态信号采集模块、本征模态函数分量计算模块、以及故障定位模块；

所述暂态信号采集模块，在线路发生区内故障时，在线路两端采样线路暂态信号；

所述本征模态函数分量计算模块，采用变分模态分解方法对两端采样的暂态信号进行分解，得到有限带宽的本征模态函数分量BLIMF；分别对线路两端分解得到的本征模态函数分量BLIMF求导并取模值，读取模值极大值点作为行波到达线路两端的时刻t₁、t₂；

所述故障定位模块根据时刻t₁、t₂计算各端距离故障点的距离。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述本征模态函数分量计算模块，采用变分模态分解方法对两端采样的暂态信号进行分解，得到有限带宽的本征模态函数分量BLIMF，包括：

将暂态信号f(t)分解为k个具有中心频率和有限带宽的BLIMF分量u_k(t)，满足各BLIMF分量之和等于f(t)且各BLIMF分量的宽带之和最小，其表达式为：

其中，为函数在时间t上的偏导数；ω_k为各BLIMF分量的中心频率集；*为卷积符号；δ(t)为单位脉冲函数；j为虚数单位。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述本征模态函数分量计算模块分别对线路两端分解得到的本征模态函数分量BLIMF求导并取模值包括：

对所述本征模态函数分量BLIMF做频谱处理；

通过凯伦贝尔变换解耦，选取线模分量；

对每一个本征模态函数分量BLIMF作Hilbert变换，并求出相应解析函数的幅值谱和瞬时频率，为信号的Hilbert谱H(ω,t)；

针对信号的Hilbert谱H(ω,t)中第一个模态函数分量进行求导、取模。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述故障定位模块根据时刻t₁、t₂计算各端距离故障点的距离包括：

根据以下公式计算各端距离故障点的距离l′：

其中，Δt＝t₁-t₂，L为线路总长度，v为行波在线路中传播波速。