[发明专利]一种基于电压相关度和小波变换暂态能量分布特性的特高压直流输电线路雷击干扰识别方法

摘要

本发明涉及一种基于电压相关度和小波变换暂态能量分布特性的特高压直流输电线路雷击干扰识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。当特高压直流输电线路电压发生波动时，监测初始5ms的正负极电压；计算各极电压与各自轴线电压的相关度，根据相关度大小识别雷击干扰；若为故障，转入故障分类的识别；计算线模电压的附加分量，利用db3小波对附加分量进行7尺度分解；求出高频与中低频能量的比值，区分故障类别，进行故障保护。本发明信号采集时间短，样本采集规模小，利用电压相关度理论来识别雷击干扰与故障，思路清晰，准确度高。经小波变换得到的暂态能量分布特征来识别雷击故障与短路故障，效果明显。本发明易于实现,不易受到系统参数和过渡电阻的影响。

主权项

一种基于电压相关度和小波变换暂态能量分布特性的特高压直流输电线路雷击干扰识别方法，其特征在于：特高压直流输电线路发生雷击或故障时，检测初始5ms的正负极电压；计算各极电压与各自轴线电压的相关度，根据相关度大小识别雷击干扰；若为故障，转入故障分类的识别；计算线模电压的附加分量，通过小波变换，求出高频与中低频暂态能量的比值，区分故障类别，进行故障保护；具体步骤如下：(1)直流输电线路电压出现波动时，启动原件立即启动，保护安装处监测到两极输电线路5ms的正负极电压U_i，分别计算与各极轴电压的相关度γ：$\mathrm{\γ}=\frac{\left|\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{U}_i\left(k\right)u_i\left(k\right)\right|}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{U}_i^2\left(k\right)\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{u}_i^2\left(k\right)}}---\left(1\right)$式中：U_i分别正负极电压轴线值，取值为±800kV特高压直流输电线路各极线的额定电压，即U₊(k)＝800kV，U_‑(k)＝‑800kV；u_i为极电压采样值，k为采样点变量，N为采样点数；若γ＞0.9时则为雷击干扰；若γ＜0.9时则为故障，转入故障保护，进行普通接地故障与雷击故障的识别；(2)经线模变换，得到线模电压u₁,$\left[\begin{array}{c}{u}_0\\ u_1\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_{+}\\ u_{-}\end{array}\right]---\left(2\right)$式中u₀为零模电压，取线模电压与正极轴线的差值部分，即暂态电压电压附加分量u(t)进行分析，即：$u\left(t\right)=\frac{1}{2}\[u_{+}\left(t\right)-u_{-}\left(t\right)\]-U_{+}---\left(3\right)$式中，u₊(t)、u_{_}(t)为t时刻特高压直流线路正负极瞬时电压，U₊＝800kV为特高压直流线路正极轴线电压；(3)对u(t)进行7尺度的小波分解,得到由高频到低频的d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、a7分量，计算各分量的能量E_j，j＝1、2……7：$E_j=\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left|W_j\left(k\right)\right|}^2:$$E_j=\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left|W_j\left(k\right)\right|}^2---\left(4\right)$其中k为采样点，k＝1、2……N，W_j(k)为尺度为j的第k个点的小波变换系数；(4)计算高频与中低频的能量之比：$K=\frac{E_1+E_2+E_3}{E_6+E_7}---\left(5\right)$若K＜0.1时则为普通接地故障，进入接地故障保护；若K＞0.1时则为雷击故障，进入雷击故障保护。