基于行波模态分解的特高压直流输电线路双端行波测距方法

作     者：王洪彬 周念成 王伟 王强钢 于大川 周丹莹 吕元正 WANG Hongbin;ZHOU Niancheng;WANG Wei;WANG Qianggang;YU Dachuan;ZHOU Danying;LÜYuanzheng

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2024年第52卷第4期

页      面：109-120页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助(U22B6006) 国网重庆市电力公司科技项目资助(2022渝电科技10#) 

主　　题：特高压直流输电 变分模态分解 Teager能量算子 故障测距 电压行波 

摘      要：基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter,LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低、快速性差的问题,提出了一种基于变分模态分解法(variational mode decomposition,VMD)和Teager能量算子(Teager energy operator,TEO)的双端行波故障测距方法。首先,研究了LCC-UHVDC线路故障电压行波的传播特性。利用零模电压随线路传播衰减明显的特征,通过VMD算法提取采样点处零模电压行波的时频特性。针对VMD参数选择不当导致的模态混叠问题,利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence)对提取的模态指标进行优化。然后采用TEO对分解后信号进行瞬时能量谱提取,精确标定波头到达时间,最后采用双端迭代测距法迭代求解故障距离。在PSCAD/EMTDC搭建±800 kV LCC-UHVDC仿真模型进行验证。结果表明,所提方法在不同故障位置、过渡电阻和故障类型下具有较强的鲁棒性。