[发明专利]MMC注入探测信号的直流配电网接地故障识别方法及系统

权利要求书

1.MMC注入探测信号的直流配电网接地故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用电压不平衡判据启动MMC附加控制，实现探测信号的注入；

S2、步骤S1注入探测信号后，测量注入的电压探测信号以及对应的电流响应信号，即采集母线正负极电压u_P、u_N，以及各条馈线首端的正负极电流i_iP、i_iN用以识别故障线，i表示第i条馈线；

S3、采用n阶带通滤波器对步骤S2测量的母线电压，馈线电流进行滤波，设置通带频率f_ch为探测信号特征频率，得到滤波后母线正负极电压u_P’、u_N’和各条馈线首端的正负极电流i_iP’、i_iN’；

S4、对步骤S3滤波后的电压电流采用FFT方法提取对应特征频率下的母线电压相量U_P、U_N以及馈线电流相量I_iP、I_iN；

S5、利用步骤S4获得的母线电压U_P、U_N以及馈线电流相量I_iP、I_iN逐个求取馈线零模阻抗，进行故障判别确定故障线和健全线，求取馈线零模阻抗具体为：

其中，为一个计算数据窗长内由线路i首端看入的零模阻抗的阻抗角，Ang表示求取相量的相角，ω_ctrl为注入探测信号的特征频率，U_P(ω_ctrl)、U_N(ω_ctrl)分别为对应特征频率下的正、负极母线电压相量，I_iP(ω_ctrl)、I_iN(ω_ctrl)分别为馈线正、负极电流相量；

将满足以下条件的线路判别为故障线，否则判别为健全线，具体为：

其中，k为可靠系数，为健全线自阻抗的阻抗角，N为数据窗中计算的零模阻抗角个数，为一个计算数据窗长内由线路i首端看入的零模阻抗的阻抗角，m为采样点；

S6、若步骤S5识别出第i条馈线故障，输出结果后结束；若没有任何一条馈线的计算结果满足设定条件，则进行步骤S7；

S7、再次根据电压不平衡判据进行判别，如果满足设定条件，输出结果为母线故障；若不满足设定条件，输出结果为瞬时性故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，电压不平衡判据具体为：

|U_P+U_N|＞0.2U_dcB

其中，U_P、U_N分别为正、负极直流母线对地电压幅值，U_dcB为直流额定电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，MMC附加控制函数为：

其中，u_ctrl为注入探测信号，k_inj为探测信号注入系数，t为时间，为注入探测信号的初相位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，附加控制策略启动延时Δt后，采集各条馈线首端的正负极电流i_iP、i_iN，以及母线正负极电压u_P、u_N，其中，延时Δt应保证探测信号已经稳定注入。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，注入探测信号的特征频率ω_ctrl为：

其中，ω_MMClim为MMC响应速度的限制频率，为带入参数求解的系统阻抗谐振频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中，如果|U_P+U_N|＞0.2U_dcB，输出结果为母线故障。