[发明专利]直流配电网故障定位方法、装置和终端设备

说明书

本发明实施例涉及配电网故障定位技术领域，公开了一种直流配电网故障定位方法、装置和终端设备。上述直流配电网故障定位方法包括：获取故障线路两端的电压和电流信号；通过极模变换对电压和电流信号进行解耦，得到电压和电流信号的线模分量；基于电压和电流信号的线模分量计算正向线模行波差动电流到反向线模行波差动电流的最佳时移，根据最佳时移确定故障位置。上述直流配电网故障定位方法，根据直流线路部分两端的正、反向行波差动电流之间的相关性，采用改进的灰色综合关联度对二者之间的相关性进行量化表征，从而提取故障定位信息，能及时地实现对配电网直流线路上各种故障情况的准确定位。

技术领域

本申请属于配电网故障定位技术领域，尤其涉及一种直流配电网故障定位方法、装置和终端设备。

背景技术

随着城市化建设进程的不断加速，城市负荷密度的增加对供电容量和供电可靠性提出了更高的要求。同时，土地资源的紧缺限制了交流电网的增容和扩建。有限的供电能力无法满足日益增长的用电需求，这给传统的城市交流配电网带来了很大的挑战。

本世纪70年代以来，人们开始在全球范围内寻求新的环境友好型清洁能源，以此应对能源危机和环境污染的双重压力。太阳能、风能、燃料电池和储能等分布式电源对环境污染较小，且大多直接或简单间接产生直流电，若直接并入直流配电网中，可以极大减少能量损耗。另外，随着电力电子技术的发展，智能化直流负荷迅速增加，在直流配电网中这类负荷无需换流环节，降低了投资成本。柔性直流配电技术以电压源型换流器为核心，利用脉宽调制技术控制换流器中全控型电力电子器件的通断，实现交直流电的转换。

直流电网的故障定位技术在近几年取得不少进展，其中主要集中在直流输电系统，在配电系统中不能得到完全适用。针对直流电网系统线路故障的定位方法主要有注入信号法、故障分析法和行波法等。注入信号法是对故障线路注入新的检测信号，通过对检测信号的分析进行故障定位，故障定位原理较简单，精度较高。但是该方案需要增加一次设备，故经济型较差。故障分析法根据故障后测到的电压、电流等暂态变量，利用直流电容放电阶段列写微分方程，求得故障位置。但多端系统的复杂暂态特性导致该方案误差较大，因此不具有普遍适用性。应用行波法进行测距主要是通过检测暂态行波从换流站到故障点的传播时间，其定位所需时间短、精度高，但由于直流配电网线路较短，行波从换流站到故障点所需时间更短，传统行波保护对故障定位系统采样频率的要求较高。综上所述，目前暂无合适的柔性直流配电系统故障定位方法，大多已有的定位方法只存在于理论研究阶段，是否适用于实际情况还未得到证实。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种直流配电网故障定位方法、装置和终端设备，以实现直流配电网中线路故障点的准确定位。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种直流配电网故障定位方法，包括：获取故障线路两端的电压和电流信号；通过极模变换对所述电压和电流信号进行解耦，得到所述电压和电流信号的线模分量；基于所述电压和电流信号的线模分量计算正向线模行波差动电流到反向线模行波差动电流的最佳时移，根据所述最佳时移确定故障位置。

基于第一方面，在一些实施例中，所述获取故障线路两端电压和电流信号，包括：采样得到故障线路两端电信号，所述电信号包括电压和电流信号；确定所述电信号的采样频率是否大于预设阈值；若所述采样频率小于或等于所述预设阈值，则对所述电信号数据序列进行三角Hermite插值，使得所述采样频率大于所述预设阈值。

基于第一方面，在一些实施例中，所述通过极模变换对所述电压和电流信号进行解耦，得到所述电压和电流信号的线模分量，包括：通过极模变换得到直流配电线路的地模和线模故障分量：