[发明专利]一种直流配电网接地故障选线方法及系统

权利要求书

1.一种直流配电网接地故障选线方法，其特征在于，利用母线电压不平衡判据启动MMC附加控制，注入探测信号；延时Δt采集各条馈线首端的正极电流和负极电流；对各条馈线首端的正极电流和负极电流进行滤波，选择滤波器的中心频率f_mp为探测信号的特征频率，得到滤波后各条馈线首端的正负极电流；利用滤波后各条馈线首端的正负极电流求取各馈线零模电流，并进行归一化处理，对归一化处理后的零模馈线电流求和得到参考电流；引入皮尔森相关性系数，利用归一化处理后的馈线零模电流逐个与参考电流求取波形相关性，依据皮尔森相关性系数进行故障判别确定故障线和健全线，完成直流配电网接地故障选线，当仅有第i条线路计算得到的相关系数小于整定值时，确定为第i条线路发生单极接地故障，剩余线路为健全线，当计算得到的所有相关系数均大于整定值时，进一步判定母线电压是否平衡，如果|v_dcP+v_dcN|＞0.2v_dcB，输出结果为母线故障，如果|v_dcP+v_dcN|≤0.2v_dcB，输出结果为瞬时性故障，v_dcP、v_dcN分别为正、负极直流母线对地电压幅值，v_dcB为直流额定电压，故障判别具体为：

其中，k为整定值，为一个计算数据窗长内线路i首端的归一化零模电流值和馈线零模电流参考值的皮尔森相关性系数，ω_in为注入探测信号的特征频率；

各馈线零模电流i_dci0计算如下：

其中，ω_in为注入探测信号的特征频率，i_dciP(ω_in)、i_dciN(ω_in)分别为馈线正、负极电流；

归一化为：

其中，i_dci0-nm(k)为数据窗内第k个归一化零模电流的采样点值，i_dci0(k)为数据窗内第k个零模电流的采样点值，max(i_dci0)为数据窗内采样点的最大值；

参考电流i_Lref具体为：

其中，i_dci0-nm为一个计算数据窗长内由线路i首端看入的归一化零模电流值，n为馈线数量；

各馈线零模电流值i_dci0和参考零模电流值之间的皮尔森相关性系数计算如下：

其中，cov(i_Lref(ω_in),i_dci0-nm(ω_in))为两电流之间的协方差，分别为馈线零模电流参考值和零模电流值的标准差，ω_in为注入探测信号的特征频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，MMC附加控制的函数为：

其中，u_in为向MMC注入的探测信号，k_in为探测信号注入系数，ω_in为注入探测信号的角频率，t为时间，为注入探测信号的初相位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，探测信号ω_in的频率选择依据为：

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。

4.一种直流配电网接地故障选线系统，其特征在于，包括：

注入模块，利用母线电压不平衡判据启动MMC附加控制，注入探测信号；

测量模块，延时Δt采集各条馈线首端的正极电流和负极电流；

滤波模块，对测量模块采集的各条馈线首端的正极电流和负极电流进行滤波，选择滤波器的中心频率f_mp为探测信号的特征频率，得到滤波后各条馈线首端的正负极电流；

变换模块，利用滤波模块滤波后各条馈线首端的正负极电流求取各馈线零模电流，并以数据窗内零模电流的所有采样值除以采样值中的最大值进行归一化处理，对归一化处理后的零模馈线电流求和得到参考电流；

选线模块，引入皮尔森相关性系数，利用变换模块归一化处理后的馈线零模电流逐个与获得的参考电流求取波形相关性，依据皮尔森相关性系数进行故障判别确定故障线和健全线，完成直流配电网接地故障选线，当仅有第i条线路计算得到的相关系数小于整定值时，确定为第i条线路发生单极接地故障，剩余线路为健全线，当计算得到的所有相关系数均大于整定值时，进一步判定母线电压是否平衡，如果|v_dcP+v_dcN|＞0.2v_dcB，输出结果为母线故障，如果|v_dcP+v_dcN|≤0.2v_dcB，输出结果为瞬时性故障，v_dcP、v_dcN分别为正、负极直流母线对地电压幅值，v_dcB为直流额定电压，故障判别具体为：

其中，k为整定值，为一个计算数据窗长内线路i首端的归一化零模电流值和馈线零模电流参考值的皮尔森相关性系数，ω_in为注入探测信号的特征频率；

各馈线零模电流i_dci0计算如下：

其中，ω_in为注入探测信号的特征频率，i_dciP(ω_in)、i_dciN(ω_in)分别为馈线正、负极电流；

归一化为：

其中，i_dci0-nm(k)为数据窗内第k个归一化零模电流的采样点值，i_dci0(k)为数据窗内第k个零模电流的采样点值，max(i_dci0)为数据窗内采样点的最大值；

参考电流i_Lref具体为：

其中，i_dci0-nm为一个计算数据窗长内由线路i首端看入的归一化零模电流值，n为馈线数量；

各馈线零模电流值i_dci0和参考零模电流值之间的皮尔森相关性系数计算如下：

其中，cov(i_Lref(ω_in),i_dci0-nm(ω_in))为两电流之间的协方差，分别为馈线零模电流参考值和零模电流值的标准差，ω_in为注入探测信号的特征频率。