高压直流输电线路故障测距方法的研究

高压直流输电系统在我国发展迅速，并在西电东送工程和全国联网中起着重要的作用。但由于高压直流输电线路距离长、跨越的地形复杂、气候条件多变，当发生线路故障时不容易巡线及排查。因此开展高压直流输电线路故障测距的研究，对于可靠、准确地故障测距，及时修复故障线路，减小停电损失，保证供电可靠性和提高电力系统的安全稳定经济运行具有十分重要的意义。高压直流输电线路故障时，会产生行波沿线路传播。行波信号属于具有突变性质的非平稳信号，而其中的“突变点”包含有故障时刻、故障位置等信息，如果能对这些故障信息加以提取和分析就可以构建出有效的故障测距方法。 独立分量分析方法是近年来发展起来的一种基于信号高阶统计特性的信号处理方法，在先验知识未知的情况下，该方法可以从多通道混合信号中成功地分离出相互独立的各信号。直流输电线路故障时产生的电压、电流行波本身具有独立性。本文将独立分量分析方法应用到高压直流输电线路故障行波故障测距中，根据独立分量分析可从混合信号中把相互独立的源信号分离出来的特点，提出基于FastICA的高压直流输电线路行波测距方法。利用FastICA算法对包含行波信号的直流输电线路电压、电流信号进行分析，分离出行波特征信号，根据输电线路单端行波测距原理，检测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间，并判断这两个波头的极性关系，实现故障测距。 本文应用Matlab仿真软件，建立了高压直流输电系统仿真模型，采用FastICA测距法分别对不同故障点位置和不同过渡电阻值的高压直流输电系统进行了输电线路故障测距仿真分析，验证了本文提出的故障行波测距方法具有良好准确性和有效性。