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接地极是高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电系统的重要组成部分,通常采用2 条上百公里的架空线并联运行,线路长、所处环境复杂导致其故障率高。目前工程普遍采用基于电流不平衡原理或阻抗监测原理的故障识别方案,由于不平衡电流小、对高频信号在接地极线路上的响应特性研究不充分等,故障难以可靠识别;而基于注入法、阻抗法和行波法的接地极线路故障定位方法在测距精度方面也存在很大的提升空间。基于此,本项目从接地极线路特征谐波测量阻抗特性入手,基于特征谐波阻抗突变和多谐波阻抗联合分析实现对HVDC接地极线路故障的可靠识别与精确定位,以保证故障的快速、有效处理,保障直流系统的可靠运行和电网安全。 (1)接地极线路量测端的电压电流信号中包含大量特征谐波,项目从特征谐波测量阻抗入手,以故障时刻为时间切换点,研究阻抗在不同故障距离下的空间分布特性及变化规律,时空特性相结合以获得更为丰富可靠的故障信息; (2)在系统参数给定、运行方式确定的非故障条件下,特征谐波测量阻抗的空间分布基本稳定,而此时接地极线路的各类故障都势必导致此分布发生不同程度的突变。基于此,项目以特征谐波阻抗突变作为故障的识别判据,可准确把握故障对系统状态的影响; (3)利用两条接地极线路特征谐波测量阻抗幅值比的故障特征判定故障支路,再根据不含过渡电阻未知量的测距函数进行故障定位。定位方法从原理上消除了过渡电阻对定位结果的影响,且求解过程理论上不出现伪根,算法简单,易于实现,可实现故障的精确定位。 1)项目提出了基于特征谐波测量阻抗的HVDC输电系统接地极线路故障识别与定位方法,故障识别准确率高于90%、故障定位误差小于5%; 2)申请发明专利3项(已授权3项); 3)发表论文10篇(其中SCI收录3篇,EI收录6篇),被引10次; 4)主持获得科研项目4项(国家级1项,省部级1项,横向2项)。