基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法研究

高压直流输电(HVDC)线路逐渐担负起远距离输电的重任,输电线路一般较长,发生故障后人工巡线和故障排查显得费时费力,无法确保可靠供电。因此,对线路故障位置快速准确定位,具有十分重要的意义。行波测距方法因不受系统运行方式、过渡电阻等因素的影响,使其受到了广泛的关注和应用,本课题应用快速独立分量分析法对高压直流输电线路行波进行分析,进行测距新方法的研究。针对高压直流输电系统的结构,分析了故障暂态行波的产生机理及传输特性,故障行波信号具有非高斯性和突变性,是由多个相互独立的信号混合叠加而成。依据高压直流输电线路故障行波特性,分析了基于负熵的独立分量法(FastICA算法)和基于峭度的动态FastICA算法对暂态故障信号的分离特点,基于峭度的动态FastICA算法能够准确、可靠地分离暂态电流信号,可用于高压直流输电线路故障的行波分离。采用单通道的故障测距方法可以解决因多源信号输入带来的测距误差,提高测距精度,在此基础上构建了基于单通道动态FastICA的测距算法,从一路故障电流信号中成功地分离出电流行波特征信号,准确检测出初始行波波头与来自故障线路方向的第二个行波波头到达测量点的时刻,进而判断这两个波头的极性关系,依据单端行波测距原理,完成故障测距。利用PSCAD和Matlab/simulink软件搭建了高压直流输电线路仿真模型,对不同故障位置、不同过渡电阻进行了测距仿真。仿真结果表明,基于单通道动态FastICA算法的高压直流输电线路故障测距方法准确、可靠。