一种MMC融冰装置主动注入的故障测距方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力系统保护控制，具体涉及一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在融冰回路1-1接线模式下，融冰相（a相与c相）构成电流回路，非融冰相b相处于悬空状态。由于三相输电线路各相之间存在电磁耦合，b相虽不流过电流，但因感应效应仍具有不可忽略的首端电压，而该电压无法通过工程量测手段直接获取。

2、现有故障测距方法在进行三相量计算时，通常需要获取完整的三相首端电气量作为计算基础，当非融冰相首端电压缺失时，若以零值代入，三相之间的耦合效应将使计算结果产生系统性偏差。

3、在a、c相融冰、b相悬空的工况下，若直接将b相首端电压取为零代入相模变换，则所得1模电压将仅反映a相的量测信息而丢失b相感应电压的实际贡献，导致基于该错误1模量推演出的沿线电压分布与线路真实状态不符，进而使测距函数在真实故障点处无法形成应有的特征极值，最终导致故障距离输出结果出现较大偏差。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，本发明提供一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法、系统、设备及介质。

2、因此，本发明解决的技术问题是：在融冰回路1-1接线模式下，非融冰相处于悬空状态，其首端电压无法通过直接量测获取，同时三相线路参数之间存在耦合，导致现有故障测距方法在单端量测条件下因首端数据不完整而无法实现精确的故障定位。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法，其包括以下步骤：通过mmc交流侧向直流侧输入注入电压信号，所述注入电压信号经直流侧传导至融冰线路，直到所述融冰线路满足设定条件，采集融冰相的首端量测信息；对所述首端量测信息进行相模变换，得到多个模量电气量，并通过对所述多个模量电气量进行沿线电压推演，得到沿线模量电压分布；对所述沿线模量电压分布构造模量电压差异函数，通过计算得到模量电压差异量级；通过对模量电压差异量级进行一级判断，根据一级判断结果输出故障距离。

4、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：进行所述相模变换的步骤包括：对首端量测信息中的三相电压和三相电流分别施加第一解耦变换，将三相耦合电气量转换为模间参数相互独立的多个模量电气量；以多个模量电气量对应的独立线路参数为基础，通过对独立线路参数进行汇总，得到多个模量电气量。

5、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：进行所述沿线电压推演的步骤包括：根据融冰线路末端短接且非融冰相悬空的结构，确定各模量在融冰线路末端处满足的边界约束；依据所述边界约束，利用所述多个模量电气量中已确定的1模线路参数，结合融冰相首端可测的电压和电流，对非融冰相首端电压进行反推，得到非融冰相首端电压；将所述非融冰相首端电压补入多个模量电气量，形成完整的首端模量集合；对所述完整的首端模量集合逐位置进行沿线电压解析，以固定步长遍历融冰线路全程，得到各位置处的1模电压和2模电压，汇总为沿线模量电压分布。

6、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：得到模量电压差异量级的步骤包括：依据融冰线路末端短接的边界条件，推导融冰线路各位置处2模电压与1模电压之间的比例关系；以所述比例关系为基准，建立各位置处2模电压对所述比例关系的偏离量表达式，得到模量电压差异函数；将沿线模量电压分布代入所述模量电压差异函数，逐位置计算各位置处的偏离量；对各位置的模量电压差异函数值进行汇总处理，得到模量电压差异量级。

7、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：进行所述汇总处理的步骤包括：在所述融冰线路处于稳态响应阶段期间，选取多个时间上离散的时刻；对各时刻下沿线模量电压分布中各位置处的模量电压差异函数值分别进行计算；对同一位置处各时刻的模量电压差异函数值进行逐位置累积求和；以各位置的累积求和结果作为该位置的模量电压差异量级。

8、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：进行所述一级判断的步骤包括：以融冰线路首端至末端为搜索范围，按固定步长依次遍历融冰线路各位置；提取各位置的模量电压差异量级，在所述搜索范围内对各位置的模量电压差异量级进行全局比较；取模量电压差异量级在所述搜索范围内最小处的位置为故障点；以所述故障点与融冰线路首端之间的距离为故障距离输出。

9、作为本发明所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的一种优选方案，其中：进行所述注入电压信号输入的步骤包括：控制mmc交流侧产生固定频率的注入电压信号，所述注入电压信号经mmc直流侧向融冰线路传导；检测融冰线路首端的电压和电流响应，当所述电压和电流响应中的注入频率分量稳定时，确认融冰线路满足设定条件；响应于融冰线路满足设定条件后，采集融冰相的首端量测信息。

10、本发明提供了一种mmc融冰装置主动注入的故障测距系统。

11、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种mmc融冰装置主动注入的故障测距系统，包括：

12、信号注入模块，用于控制mmc融冰装置由交流侧向直流侧注入电压信号；

13、数据采集模块，用于在融冰线路满足预设采集条件时，采集融冰相线路首端量测信息；

14、相模变换与电压推演模块，用于对首端量测信息进行相模变换得到多个模量电气量，并基于首端模量信息推演得到融冰线路沿线模量电压分布；

15、差异函数构建计算模块，用于根据沿线模量电压分布构造模量电压差异函数，计算模量电压差异量级；

16、故障定位判别模块，用于对模量电压差异量级开展一级判别，并根据判别结果输出故障距离。

17、本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的步骤。

18、本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种mmc融冰装置主动注入的故障测距方法的步骤。

19、本发明的有益效果：通过对首端量测信息实施相模变换，利用第一解耦变换将三相耦合电气量转换为模间参数相互独立的多个模量电气量，并依据融冰线路末端短接且非融冰相悬空的结构所确定的边界约束，从可测模量出发对非融冰相首端电压进行反推，形成完整的首端模量集合。这一处理方式从根本上解决了非融冰相首端电压无法直接量测所导致的数据缺失问题，使仅凭融冰相单端量测信息便可获得后续故障定位所需的完整计算基础。

20、在此基础上，本发明依据融冰线路末端短接的边界条件推导出各位置处2模电压与1模电压之间的比例关系，并以该比例关系为基准构造模量电压差异函数，通过在稳态响应阶段选取多个相互独立的时刻对各位置处的模量电压差异函数值进行逐位置累积求和的汇总处理，得到模量电压差异量级。该量级在真实故障点处因符合比例关系而趋近于最小值，在非故障位置处则因线路状态不连续而呈现明显偏差，从而实现了对故障距离的精确定位。