柔性直流輸電線(xiàn)路故障測(cè)距研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，柔性直流輸電(VSC-HVDC)系統(tǒng)的電壓等級(jí)和輸送容量也不斷提高。一旦直流輸電線(xiàn)路發(fā)生故障，可靠、精確的故障測(cè)距對(duì)于及時(shí)修復(fù)線(xiàn)路故障、保障VSC-HVDC系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的作用。因此，研究可靠、精確的VSC-HVDC線(xiàn)路的故障測(cè)距算法具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前，實(shí)際VSC-HVDC工程中的故障測(cè)距裝置均采用行波原理，行波故障測(cè)距算法的可靠性依賴(lài)于故障行波波頭的準(zhǔn)確檢測(cè)

2、與識(shí)別。而最為常用的小波變換方法，在線(xiàn)路發(fā)生遠(yuǎn)距離故障和高阻故障時(shí)，特別是在直流電纜當(dāng)中，適用性較差;而且現(xiàn)有的直流輸電線(xiàn)路行波故障測(cè)距算法也未能充分考慮行波波速的依頻變化特性，且關(guān)于直流電纜的測(cè)距算法研究較少。本文在深入研究S變換理論的基礎(chǔ)上，將S變換應(yīng)用到直流輸電線(xiàn)路故障行波信號(hào)的處理和分析中，分別提出了適用于直流架空線(xiàn)和直流電纜的行波故障測(cè)距算法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、深入分析了S變換理論在直流輸電線(xiàn)路故障測(cè)距中

3、的可行性。闡述了S變換的基本原理，分析其基本性質(zhì)在處理故障行波信號(hào)中的優(yōu)勢(shì);深入分析S變換結(jié)果特點(diǎn)，研究其檢測(cè)與識(shí)別行波波頭的基本原理;仿真驗(yàn)證了S變換在檢測(cè)行波波頭中的準(zhǔn)確性和可靠性，并與小波變換(SWT)對(duì)比分析了其在檢測(cè)行波波頭中的優(yōu)越性。
　　2、提出了一種基于S變換的VSC-HVDC架空線(xiàn)路單端行波故障測(cè)距算法。分析VSC-HVDC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)故障行波在直流輸電線(xiàn)路中的傳播規(guī)律，給出了根據(jù)極性識(shí)別故障行波波頭的方法

4、;利用S變換分析并提取故障行波信號(hào)不同頻率分量的幅值-時(shí)間曲線(xiàn)，分別用于檢測(cè)不同的行波波頭，結(jié)果更為直觀、易于識(shí)別，提高了波頭的檢測(cè)精度，并保證了在線(xiàn)路全長(zhǎng)和高阻情況下的適用性和準(zhǔn)確性;根據(jù)不同波頭之間的時(shí)間差消除了波速變量的影響，實(shí)現(xiàn)了故障的準(zhǔn)確測(cè)距。基于PSCAD的仿真分析表明，該測(cè)距算法對(duì)不同的故障距離均具有很好的適用性，且不受過(guò)渡電阻的影響。
　　3、分析直流電纜的結(jié)構(gòu)、參數(shù)變化特性，研究了適用于直流電纜的相模變換（解耦）

5、方法;分析直流電纜的模量故障行波時(shí)頻變化特性，并基于此，提出了一種利用行波時(shí)頻特征和S變換的VSC-HVDC電纜故障測(cè)距算法。
　　(1)深入研究了帶鎧裝層的直流電纜模型，分析其參數(shù)的依頻變化特性;研究其參數(shù)矩陣的特點(diǎn)，提出了一種直流電纜（考慮鎧裝層）的相模變換方法;分析了其相模變換所得各模量的變化特性，為研究直流電纜的行波測(cè)距方法提供了理論基礎(chǔ);
　　(2)研究分析直流電纜的故障行波時(shí)頻變化特征，總結(jié)行波衰減和色散對(duì)行波波