CN110850237A - 一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法，确定换流器的故障穿越策略，当直流线路发生故障时，MMC系统检测直流电压或直流的电流变化；注入主动式探测信号，通过主动故障控制，并施加扰动，对故障进行甄别；对故障信息进行滤波处理，然后考虑正负极直流线路间存在耦合影响，对故障信息进行处理；根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法+数据滑窗方法实现故障定位。本发明能够准确的识别出故障区域，适用于较长的直流线路，不受过渡电阻影响，且对采样率要求低。故障定位具有较高可靠性和精度。

Description

一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统故障定位技术领域，具体涉及一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法。

背景技术

考虑基于半桥型换流器的直流电网的恢复重启过程较为繁琐，使得功率恢复时间较长，可能会导致交流系统失去稳定性。另外直流断路器的开断容量及投入成本较大。另一方面考虑全桥子模块的高可控性，使得其子模块在故障期间仍能保持控制状态，实现故障穿越，但半桥型子模块数量是全桥的一半，具有经济性优势。因此基于混合式MMC直流输电架空线路系统逐渐成为未来发展趋势，如在建的乌东德直流工程。

考虑故障定位是MMC-HVDC故障后恢复运行的重要环节。目前针对MMC-HVDC系统故障定位原理可借鉴传统高压直流工程的故障定位原理。而针对直流线路的故障定位方式主要以直接利用故障信号进行故障定位的被动式检测方法，主要可以分为行波定位法、故障分析法。上述方法可能存在波头识别困难、依赖高采样率、受过渡电阻影响，可靠性和定位精度难以同时保证。

近年来，考虑换流器主动式控制的保护与重合闸技术正在成为控制保护融合方向的新热点。现有利用方波注入方式，根据行波传输理论达到故障检测的目的。但考虑到行波的受过渡电阻及采样率的影响，可能影响故障检测结果。但以上研究为换流器主动式控制保护融合提供了较好的借鉴意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统及方法，克服直流线路中传统行波故障定位和故障分析定位方法无法同时满足可靠性和定位精度的局限性，采样率要求低、不受过渡电阻影响、可以适用于较长线路、不受线路频变参数影响，同时兼顾了故障定位的可靠性和定位精度。

本发明采用以下技术方案：

一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，包括以下步骤：

S1、确定换流器故障穿越策略，当直流线路发生故障时，MMC系统检测直流电压或直流电流的变化，切换故障控制模式1以保证故障穿越策略；

S2、当检测到故障电流达到预设参考值时，将本端的故障控制模式1切换至故障控制模式2，注入主动式探测信号，通过主动故障控制，并施加扰动，对故障进行甄别；

S3、对步骤2甄别的故障信息进行滤波处理，根据正负极直流线路间存在耦合的影响，对故障信息进行处理并补偿至整定点；

S4、根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法以及数据滑窗方法对故障进行定位。

具体的，步骤S1中，当MMC系统检测到直流电压下降到设定值时，切换至故障控制模式1；采用主动式附加控制策略进行注入，将两端换流器的直流电流定值I_dcset设定为0。

进一步的，直流电流控制中，采用主动式附加控制策略进行注入具体为：

通过对直流电流参考值I_dcref进行探测信号的注入，然后利用I_dcref与直流电流的标幺值I_dcpu的差值通过PI控制器产生直流侧电压参考U_dcref，具体为：

U_dcref＝K_p(I_dcref-I_dcpu)+K_i∫(I_dcref-I_dcpu)dt

考虑上桥臂参考电压V_refpm和下桥臂参考电压V_refnm为：

上下桥臂投入的全桥子模块数量为：

其中，n_p为上桥臂投入的子模块数量，n_n为下桥臂投入的子模块数量，u_m交流侧出口电压，U_cn为子模块电容电压的额定值；

通过控制U_dcref改变上下桥臂投入的全桥型子模块数量和状态；换流器等效输出的桥臂子模块总数为：

N₁＝n_p+n_n

随子模块数量变化，U_dc＝N₁U_C，U_dc为直流侧实际输出电压，U_c为子模块电容电压平均值。

具体的，步骤S2中，当检测到故障电流达到预设参考值I_dcset，将本端故障控制模式1切换至故障控制模式2，通过换流器的电压参考值U_dcset注入单一频率电压探测信号；随后切换回故障控制模式1，两端换流器同时保持故障模式1，熄灭故障电弧，确定换流器故障自清除，进行去游离和换流器的重启判别。

具体的，步骤S3中，对保护安装处的电压、电流进行滤波处理，提取50Hz频率，对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量为：

其中，下标1和0分别表示电压、电流的线模和零模分量；下标p和n分别表示正极和负极。

进一步的，当故障线路长时，将保护安装处的电压、电流通过分布参数模型补偿至整定点，设定保护安装处电压和电流分别为u和i，整定点的电压u'、电流i'为：

其中，Z_c为线路的波阻抗，v为线路的波速度，r为线路单位长度的电阻，x为整定距离。

具体的，步骤S4中，利用最小二乘法求解未知数，在总数据长度内，将所选取的算法数据窗以顺移方式进行数据运算；对参数识别方程进行求解，得到故障距离。

进一步的，当直流线路发生单极接地故障时，整定点处模量电压电流满足如下关系：

其中，d_fault为故障距离，d_set为整定距离，u'_(1,0)为整定点处的模量电压，i'_(1,0)为整定点处的模量电流，R_f为故障电阻，r_(1,0)为线路单位长度电阻，l_(1,0)为线路单位长度电感，下标1和0分别表示1模和0模；

整定点处的正极电压u'_(p)和i'_(p)具有如下关系：

其中，K_r和K_l分别为电阻和电感的补偿系数，K_r＝(2^0.5/2)(r₀-r₁)/r₁，K_l＝(2^0.5/2)(l₀-l₁)/l₁，r₁和l₁表示单位长度的电阻和电感的线模量。

进一步的，当发生负极接地故障时，整定点的电压、电流为：

当发生极间故障时，整定点处线模电压u'₁和i'₁为：

其中，未知数为故障距离d_fault和过渡电阻R_f。

本发明的另一个技术方案是，一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统，包括：

故障电流检测模块，当MMC系统检测到直流电压下降到设定值时，切换至故障控制模式1；

故障清除模块，当检测到故障电流达到预设参考值I_dcset时，将本端故障控制模式1切换至故障控制模式2，通过换流器的电压参考值U_dcset注入单一频率电压探测信号；随后切换回故障控制模式1，两端换流器同时保持故障模式1，主动熄灭故障电弧，实现换流器故障自清除，随后进行去游离和换流器的重启判别；

补偿模块，对保护安装处的电压、电流进行滤波处理，提取50Hz频率，对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量，将保护安装处的电压、电流通过分布参数模型补偿至整定点；

故障定位模块，根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法+数据滑窗方法实现故障定位。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，基于混合型MMC子模块的直流故障控制策略，在此基础上利用换流器的高可控性，提出主动式探测信号注入策略。结合故障限流策略，运用参数识别思想，引入分布参数模型的补偿策略，构建含故障距离、过渡电阻参数的参数识别故障定位方程，实现故障定位。理论分析和PSCAD仿真实验表明，新原理能够准确的识别出故障区域，适用于较长的直流线路，不受过渡电阻影响，且对采样率要求低。故障定位原理在满足可靠性的基础上，大大提高了故障定位精度。

进一步的，步骤S1中确定的故障换流器的故障穿越策略，能够在控制短路电流的同时保持换流器的可控性，设置电压和电流两个判据能够保证在不同故障位置情况下测距流程都能够可靠执行。

进一步的，步骤S2通过换流器主动控制向线路施加特征信号，该方法简单易行，无需附加装置。注入的信号频率单一，能够避免线路频变参数的影响，且信号可重复注入，大大提高的故障定位的可靠性和精度。此外，控制策略可排除对端系统的影响。

进一步的，步骤S3的解耦算法，排除了线路耦合对故障测距的影响，该方法在单极和两极故障下均可实现精准测距。

进一步的，步骤S4中，使用最小二乘法和数据滑窗进行计算，所需数据长度短，不依赖于采样率，能够最大程度减小误差，提高测距精度。依据整定点计算长度，可提高方法对长线路的测距精度。

进一步的，单极故障的定位使用极电气量进行计算，算法中考虑了健全极的耦合作用，提高了在单极故障下故障定位的可靠性和精度。

进一步的，极间故障采用线模量进行计算，充分利用故障信息，提高了在双极故障下故障定位的可靠性和精度。

综上所述，本敷发明能够准确的识别出故障区域，适用于较长的直流线路，不受过渡电阻影响，且对采样率要求低。故障定位具有较高可靠性和精度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为混合型MMC的主动式附加控制框图；

图2为故障定位等效说明图；

图3为故障定位流程图；

图4为极间故障；

图5为单级接地故障。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

MMC-HVDC输电系统由MMC整流站，MMC逆变站和直流输电线路三部分构成。考虑含全桥型换流器的混合型MMC系统的具备故障穿越能力。因此可以利用其高可控性，对线路主动式探测信号进行故障定位，并结合故障分析法中参数识别思想。提出兼顾故障定位精度和可靠性的直流线路故障定位新原理。

本发明提供了一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，基于混合型MMC子模块的直流故障控制策略，在此基础上利用换流器的高可控性，提出主动式探测信号注入策略。结合故障限流策略，运用参数识别思想，引入分布参数模型的补偿策略，构建含故障距离、过渡电阻参数的参数识别故障定位方程，实现故障定位。理论分析和PSCAD仿真实验表明，新原理能够准确的识别出故障区域，适用于较长的直流线路，不受过渡电阻影响，且对采样率要求低。本发明原理主要用于MMC-HVDC输电线路单端量故障定位。

请参阅图3，本发明一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，包括以下步骤：

S1、换流器的故障穿越策略；

当直流线路发生故障时，MMC系统检测到故障时，检测直流电压或直流电流的变化，当MMC系统检测到直流电压下降到额定电压的0.5p.u.或者直流电流上升至额定电流的2p.u.时，切换至故障控制模式1；为保证换流器不受短路电流影响同时保证故障穿越策略，可将两端换流器的直流电流定值I_dcset设定为0，保证两端换流站均在故障期间保持对换流器持续控制能力；

直流电流控制中的主动式附加控制策略通过对直流电流参考值I_dcref进行探测信号的注入，然后利用I_dcref与I_dcpu的差值通过PI控制器产生U_dcref，上述过程表示为：

U_dcref＝K_p(I_dcref-I_dcpu)+K_i∫(I_dcref-I_dcpu)dt (1)

考虑桥臂参考电压V_refpm、V_refnm表示为：

上下桥臂投入的全桥子模块数量表示为：

结合式(1)、式(3)可知，控制U_dcref即可改变上下桥臂投入的全桥型子模块数量和状态。

由于FBSM可以输出负电平，则换流器等效输出的桥臂子模块总数表示为：

N₁＝n_p+n_n (4)

由式(4)可知，随着子模块数量的变化，则有U_dc＝N₁U_C，因此其端口直流电压也随之变化。

S2、主动式探测信号的注入；

结合公式(1)、式(3)、式(4)可知，通过改变直流电压参考值U_dcref，从而改变直流侧端口电压以及直流电流。故在不影响MMC控制系统的前提下，通过主动故障控制，并施加扰动(注入一定长度、幅值的单一频率正弦探测信号)，对故障进行甄别。对于步骤S1和步骤S2的主动式附加控制策略如图1所示，当检测到故障发生后，换流器切换至故障控制模式1，首先将直流侧参考电流I_dcref置0以快速限制故障电流，当故障电流衰减后，换流器切换至控制模式2，通过改变直流电压参考值U_dcref实现向电网中注入信号；

为保证故障定位的快速性及可靠性，当检测到故障电流已经达到预设参考值I_dcset(连续三个采样点均满足)，将本端故障控制模式1切换至故障模式2，通过换流器的电压参考值U_dcset注入单一频率电压探测信号(频率为50Hz，长度为0.02s，幅值为0.1p.u.)。随后切换回故障控制模式1，此时，两端换流器同时保持故障模式1，主动熄灭故障电弧，实现换流器的故障自清除能力，随后进行去游离和换流器的重启判别；

关键在于不影响MMC控制系统的前提下，通过主动式探测信号的注入对故障进行甄别。而对于注入信号的频率、长度、幅值的选择应考虑线路频率衰减问题、沿线分布电压线性化拟合误差、滤波环节、算法数据窗、设备安全和故障定位灵敏度等影响。

S3、故障信息的获取及处理；

首先对故障信息进行滤波处理，然后考虑正负极直流线路间存在耦合影响；

对保护安装处的电压、电流进行滤波处理提取50Hz频率，利用式(5)、式(6)对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量；

其中，下标为1和0分别表示电压、电流的线模和零模分量；下标为p和n分别表示正极和负极。

根据分布参数模型的补偿思想，基于保护安装处电压、电流利用式(7)、式(8)获得整定点的电压、电流。

当故障线路较长时，基于RL模型的参数识别思想将存在一定误差，为进一步减少模型误差带来的影响，因此本方案利用分布参数补偿思想，将保护安装处的电压、电流通过分布参数模型补偿至整定点。

对于某一频率下，设定保护安装处电压和电流分别为u和i，根据分布参数模型下的沿线电压、电流计算公式，则整定点的电压u'、电流i'表示为：

S4、将整定点的电压、电流信息分别代入式(10)～式(12)中，利用最小二乘法+数据滑窗方法实现故障定位。

利用最小二乘法求解未知数，考虑最小二乘算法数据窗长度一般选择10ms，而总数据长度为20ms，为进一步提高求解精度，可进行滑窗处理。即在总数据长度内，将所选取的算法数据窗以顺移的方式进行数据运算；对参数识别方程进行求解，即可得到故障距离；为提高故障测距精度可多次测量。

当直流线路发生故障时，以单极接地故障为例，以图2所示，图2中d_fault表示故障距离d_set表示整定距离，R_f为过渡电阻，U_(1,0)和I_(1,0)分别表示单极故障下故障极母线的电压和电流，U_(1,0)'和I_(1,0)'分别表示单极故障下故障极整定距离处的电压和电流。

整定点处模量电压电流满足如下关系：

对于单极接地故障而言，以正极发生接地故障为例，考虑补偿作用影响，则整定点处的正极电压u'_(p)和i'_(p)具有如下关系：

其中，K_r和K_l分别为电阻和电感的补偿系数，其中K_r＝(2^0.5/2)(r₀-r₁)/r₁，K_l＝(2^0.5/2)(l₀-l₁)/l₁。r₁和l₁表示单位长度的电阻和电感的线模量。

同理可得，当发生负极接地故障时，整定点的电压、电流为式(11)所示，求解公式与式(10)类似。

当发生极间故障时，可直接将整定点处的电压电流用线模量替代，则整定点处线模电压u'₁和i'₁可表示为：

未知数为故障距离d_fault和过渡电阻R_f，利用最小二乘法求解未知数，即可得到故障距离，后续为进一步提高定位精度，同时保证在重合之前注入信号实现故障定位，可进行多次注入，实现多次故障定位。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为400kV双极MMC-HVDC输电系统仿真模型，线路采用架空线路依频参数模型。线路的线模阻抗为0.014+j0.42Ω/km，线路的零模阻抗为0.015+j1.68Ω/km。换流站为混合MMC模型，采样率为10kHz，MMC的额定容量为800MVA，交流系统电压为380kV，变压器额定电压为380/220kV，其等效短路阻抗为18％，各桥臂子模块数为200，其中半桥子模块为100，全桥型子模块数量为100，桥臂电抗值为19mH，子模块电容值为15mF，子模块的投切周期为100μs，线路长度为500km。用PSCAD进行电磁暂态仿真，用MATLAB进行数据处理。

仿真采样频率为10kHz，仿真时长2s，在1s时发生正极线路金属性接地故障，故障位置分别为直流输电线路300km处金属性接地故障f₁，极间故障f₂，持续为1s。对参数识别故障定位方案进行验证，以m端保护安装处为例，发生极间故障和正极金属性接地故障的正极直流电流、直流电压、故障定位结果如图4、图5所示。

由上述仿真结果可以看出，结合换流器的主动式探测信号注入策略和参数识别故障定位原理，本发明提出的主动式探测的直流线路单端量故障定位原理同时具有较高的可靠性和测距精度，能够准确的定位故障位置。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定换流器故障穿越策略，当直流线路发生故障时，MMC系统检测直流电压或直流电流的变化，切换故障控制模式1以保证故障穿越策略；

S2、当检测到故障电流达到预设参考值时，将本端的故障控制模式1切换至故障控制模式2，注入主动式探测信号，通过主动故障控制，并施加扰动，对故障进行甄别；

S3、对步骤2甄别的故障信息进行滤波处理，根据正负极直流线路间存在耦合的影响，对故障信息进行处理并补偿至整定点；

S4、根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法以及数据滑窗方法对故障进行定位。

2.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S1中，当MMC系统检测到直流电压下降到设定值时，切换至故障控制模式1；采用主动式附加控制策略进行注入，将两端换流器的直流电流定值I_dcset设定为0。

3.根据权利要求2所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，直流电流控制中，采用主动式附加控制策略进行注入具体为：

通过对直流电流参考值I_dcref进行探测信号的注入，然后利用I_dcref与直流电流的标幺值I_dcpu的差值通过PI控制器产生直流侧电压参考U_dcref，具体为：

U_dcref＝K_p(I_dcref-I_dcpu)+K_i∫(I_dcref-I_dcpu)dt

考虑上桥臂参考电压V_refpm和下桥臂参考电压V_refnm为：

上下桥臂投入的全桥子模块数量为：

其中，n_p为上桥臂投入的子模块数量，n_n为下桥臂投入的子模块数量，u_m交流侧出口电压，U_cn为子模块电容电压的额定值；

通过控制U_dcref改变上下桥臂投入的全桥型子模块数量和状态；换流器等效输出的桥臂子模块总数为：

N₁＝n_p+n_n

随子模块数量变化，U_dc＝N₁U_C，U_dc为直流侧实际输出电压，U_c为子模块电容电压平均值。

4.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S2中，当检测到故障电流达到预设参考值I_dcset，将本端故障控制模式1切换至故障控制模式2，通过换流器的电压参考值U_dcset注入单一频率电压探测信号；随后切换回故障控制模式1，两端换流器同时保持故障模式1，熄灭故障电弧，确定换流器故障自清除，进行去游离和换流器的重启判别。

5.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S3中，对保护安装处的电压、电流进行滤波处理，提取50Hz频率，对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量为：

其中，下标1和0分别表示电压、电流的线模和零模分量；下标p和n分别表示正极和负极。

6.根据权利要求5所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，当故障线路长时，将保护安装处的电压、电流通过分布参数模型补偿至整定点，设定保护安装处电压和电流分别为u和i，整定点的电压u'、电流i'为：

其中，Z_c为线路的波阻抗，v为线路的波速度，r为线路单位长度的电阻，x为整定距离。

7.根据权利要求1所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，步骤S4中，利用最小二乘法求解未知数，在总数据长度内，将所选取的算法数据窗以顺移方式进行数据运算；对参数识别方程进行求解，得到故障距离。

8.根据权利要求7所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，当直流线路发生单极接地故障时，整定点处模量电压电流满足如下关系：

其中，d_fault为故障距离，d_set为整定距离，u'_(1,0)为整定点处的模量电压，i'_(1,0)为整定点处的模量电流，R_f为故障电阻，r_(1,0)为线路单位长度电阻，l_(1,0)为线路单位长度电感，下标1和0分别表示1模和0模；

整定点处的正极电压u'_(p)和i'_(p)具有如下关系：

其中，K_r和K_l分别为电阻和电感的补偿系数，K_r＝(2^0.5/2)(r₀-r₁)/r₁，K_l＝(2^0.5/2)(l₀-l₁)/l₁，r₁和l₁表示单位长度的电阻和电感的线模量。

9.根据权利要求7所述的基于主动式探测的直流单端量故障定位方法，其特征在于，当发生负极接地故障时，整定点的电压、电流为：

当发生极间故障时，整定点处线模电压u'₁和i'₁为：

其中，未知数为故障距离d_fault和过渡电阻R_f。

10.一种基于主动式探测的直流单端量故障定位系统，其特征在于，包括：

故障电流检测模块，当MMC系统检测到直流电压下降到设定值时，切换至故障控制模式1；

故障清除模块，当检测到故障电流达到预设参考值I_dcset时，将本端故障控制模式1切换至故障控制模式2，通过换流器的电压参考值U_dcset注入单一频率电压探测信号；随后切换回故障控制模式1，两端换流器同时保持故障模式1，主动熄灭故障电弧，实现换流器故障自清除，随后进行去游离和换流器的重启判别；

补偿模块，对保护安装处的电压、电流进行滤波处理，提取50Hz频率，对直流线路的电压电流进行解耦，获得电压、电流的极量和模量，将保护安装处的电压、电流通过分布参数模型补偿至整定点；

故障定位模块，根据整定点的电压、电流信息，利用最小二乘法+数据滑窗方法实现故障定位。

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