CN111796157A - 一种高压直流交流侧故障检测方法、计算设备 - Google Patents

一种高压直流交流侧故障检测方法、计算设备 Download PDF

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CN111796157A CN202010516636.7A CN202010516636A CN111796157A CN 111796157 A CN111796157 A CN 111796157A CN 202010516636 A CN202010516636 A CN 202010516636A CN 111796157 A CN111796157 A CN 111796157A
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汪娟娟
叶运铭
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South China University of Technology SCUT
Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高压直流交流侧故障检测方法、计算设备，方法包括首先获取高压直流输电系统中高压直流交流侧母线的三相电压和电流；然后采用功率分量法检测高压直流交流侧是否发生故障；在判断发生故障的情况下，采用周期采样点比较法判断发生故障相，同时，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度。本发明可快速判断故障发生相及故障严重程度，有利于提高故障检测的快速性和准确性。

Description

一种高压直流交流侧故障检测方法、计算设备
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，特别涉及一种高压直流交流侧故障检测方法、计算设备。
背景技术
随着我国西电东送能源战略的逐步深入推进，已经有越来越多的高压直流输电工程列入规划和投入建设运行。交流系统故障会使电力系统的正常运行受到破坏，当受端交流系统发生故障时：(1)若受端交流故障未及时清除，可能导致后续换相失败，并伴随直流输送功率减少、换流阀寿命缩短、换流变直流偏磁及逆变侧弱交流系统电压失稳等不良后果；(2)交流故障后换流站无功功率平衡可能被打破，出现无功过剩或无功不足的情况，不利于系统的恢复，继而导致高压直流发生后续换相失败。因此对于高压直流，特别是对于多直流馈入系统，为了实现故障穿越，特别是减少直流系统换相失败，起故障支撑的作用以及主动实现有功和无功控制，交流故障快速检测具有重要意义。
交流故障检测是换流站预测控制的基础。加快故障信息的检测速度、减小固有延时，可以为后续控制提供更大的调节空间。因此必须加强对交流故障检测技术的研究，提高故障检测的快速性，并检测出故障相即换流母线的跌落情况，从而便于及时采取相应的保护措施。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高压直流交流侧故障检测方法，该方法可以快速判断故障发生相及故障严重程度，有利于提高故障检测的快速性和准确性。
本发明的第二目的在于提供一种计算设备。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种高压直流交流侧故障检测方法，步骤如下：
S1、获取高压直流输电系统中高压直流交流侧母线的三相电压和电流；
S2、采用功率分量法检测高压直流交流侧是否发生故障；
S3、在步骤S2判断发生故障的情况下，采用周期采样点比较法判断发生故障相，同时，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度。
优选的，在步骤S1中，使用电压表和电流表获取高压直流交流侧母线的三相电压和电流。
优选的，步骤S2包括如下步骤：
(1)计算零序电流：
i0n＝ian(t)+ibn(t)+icn(t)
Figure BDA0002530367460000021
Figure BDA0002530367460000022
式中，ian(t)、ibn(t)、icn(t)分别为换流母线上的三相电流测量值；i0n(t)为对应的零序电流；iαn(t)、iβn(t)为上述三相电流在α-β平面上α、β轴上对应的分量；ithn(t)为电流的旋转幅值；
(2)计算零序电压：
u0＝ua(t)+ub(t)+uc(t)
Figure BDA0002530367460000023
Figure BDA0002530367460000024
式中，ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为换流母线上的三相电压测量值；u0(t)为对应的零序电压；uα(t)、uβ(t)为上述三相电压在α-β平面上α、β轴上对应的分量；uth(t)为电压的旋转幅值；
(3)将零序电流和零序电压的值相乘，得到功率分量的大小：
p0n＝u0·i0n
Δpthn＝(uNth-uth)(ithn-iNthn)
式中，p0n、Δpthn分别为功率零序分量和功率α、β分量；uNth、iNthn分别为换流母线额定电压和额定电流的旋转矢量；
判断u0、i0n、p0n或Δuth、Δithn、Δpthn是否超过设置的阈值，若是，则判断交流系统发生了单相或三相故障。
优选的，在步骤S3中，采用周期采样点比较法判断发生故障相，具体是指利用交流母线各相的输入信号的当前采样值与前一周期的采样值的差值来判断是否发生故障；
差值计算公式表示如下：
Δ2k＝|sk-sk-N+1|
其中，sk和sk-N+1分别为交流母线某相的输入信号第k点的当前采样值和对应的前一周期的采样值，N为每周期的采样点数，Δ2k为输入信号的第k点的周期比较差值；
当连续三个采样点的周期比较差值大于设定值时，则判定该相发生故障。
更进一步的，考虑到当某相发生故障时，最先动作的是该相的周期检测环节，当三相发生故障时，三相的检测基本同时动作，故在第一个相的周期检测环节动作后的规定时间内，若另外两相周期检测环节也动作，则判定发生三相故障；若另外两相周期检测环节没有动作，则判定最先动作的相发生单相故障。
更进一步的，设定值为0.1p.u.。
优选的，在步骤S3中，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度的过程如下：
S31、令三相电压的瞬时值为：
Figure BDA0002530367460000041
式中，ω是角频率；t为时间；ua、ub、uc分别为三相电压瞬时值；Uam、Ubm、Ucm分别为三相电压幅值；φa、φb、φc分别为三相电压初相位；
S32、设与三相电压ua、ub、uc所对应的旋转相量分别为
Figure BDA0002530367460000042
构造旋转相量：
Figure BDA0002530367460000043
其中，虚部的系数就是三相电压的瞬时值，只要求出实部就可以确定旋转相量；相量实部的求取可根据三角函数的关系式，通过求导法或三角函数分解法计算得到；
S33、基于所构造的旋转相量，经过整理可分别得到三相电压的正序、负序和零序分量的瞬时值：
Figure BDA0002530367460000044
Figure BDA0002530367460000045
Figure BDA0002530367460000046
式中，旋转因子a＝ej120°；
S34、为了滤除正、负序分量中的谐波，构建检测模型，使得正、负序分量的瞬时值都经过αβ变换、广义dq变换、低通滤波器、广义dq逆变换和αβ逆变换，最终变换成三相正序电量基波分量和三相负序电量基波分量；
S35、将零序分量的瞬时值和三相负正序电量基波分量、三相负序电量基波分量进行叠加，得到换流母线电压的瞬时值；
S36、监测换流母线电压跌落情况来判断交流故障的严重程度，换流母线电压跌落越多，交流故障越严重。
更进一步的，在步骤S34中，对于正序分量，检测模型的构建过程如下：
(11)定义αβ变换：
Figure BDA0002530367460000051
式中，ua(1)、ub(1)、uc(1)分别为三相电压正序分量瞬时值；uα(1)、uβ(1)分别为三相电压正序分量的α、β分量；
(12)定义广义dq变换：
Figure BDA0002530367460000052
由上式得到正序电压的dq分量ud(1)、uq(1)；
(13)令ud(1)、uq(1)经过MAF滤波器，MAF滤波器的传递函数为：
Figure BDA0002530367460000053
式中，T为MAF滤波器的时间常数，e为自然常数，s为拉普拉斯算子；
(14)记滤除谐波后的dq分量为ud(1)′和uq(1)′，再经过广义dq逆变换得到uα(1)′和uβ(1)′：
Figure BDA0002530367460000054
(15)对uα(1)′和uβ(1)′进行αβ逆变换，得到三相正序电量基波分量ua(1)′、ub(1)′、uc(1)′：
Figure BDA0002530367460000061
对于负序分量，检测模型的构建过程如下：
(21)定义αβ变换：
Figure BDA0002530367460000062
式中，ua(2)、ub(2)、uc(2)分别为三相电压负序分量瞬时值；uα(2)、uβ(2)分别为三相电压负序分量的α、β分量；
(22)定义广义dq变换：
Figure BDA0002530367460000063
由上式得到负序电压的dq分量ud(2)、uq(2)；
(23)令ud(2)、uq(2)经过MAF滤波器，MAF滤波器的传递函数为：
Figure BDA0002530367460000064
(24)记滤除谐波后的dq分量为ud(2)′和uq(2)′，再经过广义dq逆变换得到uα(2)′和uβ(2)′：
Figure BDA0002530367460000065
(5)对uα(2)′和uβ(2)′进行αβ逆变换，得到三相负序电量基波分量ua(2)′、ub(2)′、uc(2)′：
Figure BDA0002530367460000066
更进一步的，采用三角函数分解法求取相量实部：
Uamcos(ωt+φa)＝[ua(t)-ua(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ua(t-Δt)sinωΔt
Ubmcos(ωt+φb)＝[ub(t)-ub(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ub(t-Δt)sinωΔt
Ucmcos(ωt+φc)＝[uc(t)-uc(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-uc(t-Δt)sinωΔt
式中，Δt为采样步长；ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为三相电压的当前步长的瞬时值；ua(t-Δt)、ub(t-Δt)、uc(t-Δt)分别为上一步长三相电压的瞬时值，ωΔt实际上是常量。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本发明第一目的所述的高压直流交流侧故障检测方法。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明高压直流交流侧故障检测方法可在故障发生后较短时间内判断故障发生相及换流母线电压跌落情况，为后续采取保护动作争取更多时间，既有利于实现故障穿越，特别是有利于减少直流系统换相失败，又能起到故障支撑的作用，主动实现有功和无功控制。
附图说明
图1为本发明高压直流交流侧故障检测方法的流程图。
图2为本发明实施例1高压直流输电系统的原理图。
图3为图2系统的功率分量三相故障检测的逻辑图。
图4为图2系统的功率分量单相故障检测的逻辑图。
图5为图2系统的A相故障选相结果的仿真图。
图6为图2系统的三相故障选相结果的仿真图。
图7为图2系统的A相故障判断及母线电压瞬时值的仿真图。
图8为图2系统的三相故障判断及母线电压瞬时值的仿真图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例公开了一种高压直流交流侧故障检测方法，如图1所示，步骤如下：
S1、获取高压直流输电系统中高压直流交流侧母线的三相电压和电流。本实施例可以直接使用电压表和电流表来获取三相电压和电流。
S2、采用功率分量法检测高压直流交流侧是否发生故障，具体来说，就是当电压、电流以及功率分量分别超过设定的门槛阈值时，即可迅速判定发生故障，检测过程如下：
(1)计算零序电流：
i0n＝ian(t)+ibn(t)+icn(t)
Figure BDA0002530367460000081
Figure BDA0002530367460000082
式中，ian(t)、ibn(t)、icn(t)分别为换流母线上的三相电流测量值；i0n(t)为对应的零序电流；iαn(t)、iβn(t)为上述三相电流在α-β平面上α、β轴上对应的分量；ithn(t)为电流的旋转幅值；
(2)计算零序电压：
u0＝ua(t)+ub(t)+uc(t)
Figure BDA0002530367460000083
Figure BDA0002530367460000084
式中，ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为换流母线上的三相电压测量值；u0(t)为对应的零序电压；uα(t)、uβ(t)为上述三相电压在α-β平面上α、β轴上对应的分量；uth(t)为电压的旋转幅值；
(3)将零序电流和零序电压的值相乘，得到功率分量的大小：
p0n＝u0·i0n
Δpthn＝(uNth-uth)(ithn-iNthn)
式中，p0n、Δpthn分别为功率零序分量和功率α、β分量；uNth、iNthn分别为换流母线额定电压和额定电流的旋转矢量；
判断u0、i0n、p0n或Δuth、Δithn、Δpthn是否超过设置的阈值，若是，则判断交流系统发生了单相或三相故障。
S3、在步骤S2判断发生故障的情况下，采用周期采样点比较法判断发生故障相，同时，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度。
其中，采用周期采样点比较法判断发生故障相，具体是指利用交流母线各相的输入信号的当前采样值与前一周期的采样值的差值来判断是否发生故障；
差值计算公式表示如下：
Δ2k＝|sk-sk-N+1|
其中，sk和sk-N+1分别为交流母线某相的输入信号第k点的当前采样值和对应的前一周期的采样值，N为每周期的采样点数，Δ2k为输入信号的第k点的周期比较差值；
当连续三个采样点的周期比较差值大于设定值时，则判定该相发生故障。本实施例的设定值为0.1p.u.。
考虑到交流故障中多数为单相及三相故障，任意一相发生故障，都会使其他相的电压产生不同程度的跌落，并且当某相发生故障时，最先动作的是该相的周期检测环节，当三相发生故障时，三相的检测基本同时动作，因此在第一个相的周期检测环节动作后的规定时间内(本实施例规定时间为1ms)，若另外两相周期检测环节也动作，则判定发生三相故障；若另外两相周期检测环节没有动作，则判定最先动作的相发生单相故障。
利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度，具体来说，就是利用三相电压的瞬时值构造一个无延迟的旋转相量，并以复数的形式直接计算三相电压的正序、负序和零序值，由电压序分量合成换流母线电压的瞬时值，由换流母线电压的瞬时值变化可判断交流故障的严重程度，过程具体如下：
S31、令三相电压的瞬时值为：
Figure BDA0002530367460000101
式中，ω是角频率；t为时间；ua、ub、uc分别为三相电压瞬时值；Uam、Ubm、Ucm分别为三相电压幅值；φa、φb、φc分别为三相电压初相位。
S32、设与三相电压ua、ub、uc所对应的旋转相量分别为
Figure BDA0002530367460000102
构造旋转相量：
Figure BDA0002530367460000103
其中，虚部的系数就是三相电压的瞬时值，只要求出实部就可以确定旋转相量；相量实部的求取可根据三角函数的关系式，通过求导法或三角函数分解法计算得到。
本实施例采用三角函数分解法求取相量实部：
Uamcos(ωt+φa)＝[ua(t)-ua(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ua(t-Δt)sinωΔt
Ubmcos(ωt+φb)＝[ub(t)-ub(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ub(t-Δt)sinωΔt
Ucmcos(ωt+φc)＝[uc(t)-uc(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-uc(t-Δt)sinωΔt
式中，Δt为采样步长；ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为三相电压的当前步长的瞬时值；ua(t-Δt)、ub(t-Δt)、uc(t-Δt)分别为上一步长三相电压的瞬时值。
由于ωΔt实际上是常量，其三角函数值也是常量，因此实际使用三角函数分解法时并不需要进行三角函数计算，而且使用三角函数分解法还可以有效避免求导法所带来的误差。
S33、基于所构造的旋转相量，经过整理可分别得到三相电压的正序、负序和零序分量的瞬时值：
Figure BDA0002530367460000111
Figure BDA0002530367460000112
Figure BDA0002530367460000113
式中，旋转因子a＝ej120°；
S34、为了滤除正、负序分量中的谐波，构建检测模型，使得正、负序分量的瞬时值都经过αβ变换、广义dq变换、低通滤波器、广义dq逆变换和αβ逆变换，最终变换成三相正序电量基波分量、三相负序电量基波分量；
对于正序分量，检测模型的构建过程如下：
(11)定义αβ变换：
Figure BDA0002530367460000114
式中，ua(1)、ub(1)、uc(1)分别为三相电压正序分量瞬时值；uα(1)、uβ(1)分别为三相电压正序分量的α、β分量；
(12)定义广义dq变换：
Figure BDA0002530367460000115
由上式得到正序电压的dq分量ud(1)、uq(1)；
(13)令ud(1)、uq(1)经过MAF滤波器，MAF滤波器的传递函数H(s)为：
Figure BDA0002530367460000116
式中，T为MAF滤波器的时间常数，在本实施例中，T＝5ms；e为自然常数，s为拉普拉斯算子；
(14)记滤除谐波后的dq分量为ud(1)′和uq(1)′，再经过广义dq逆变换得到uα(1)′和uβ(1)′：
Figure BDA0002530367460000121
(15)对uα(1)′和uβ(1)′进行αβ逆变换，得到三相正序电量基波分量ua(1)′、ub(1)′、uc(1)′：
Figure BDA0002530367460000122
对于负序分量，检测模型的构建过程如下：
(21)定义αβ变换：
Figure BDA0002530367460000123
式中，ua(2)、ub(2)、uc(2)分别为三相电压负序分量瞬时值；uα(2)、uβ(2)分别为三相电压负序分量的α、β分量；
(22)定义广义dq变换：
Figure BDA0002530367460000124
由上式得到负序电压的dq分量ud(2)、uq(2)；
(23)令ud(2)、uq(2)经过MAF滤波器，MAF滤波器的时间常数T＝5ms，MAF滤波器的传递函数为：
Figure BDA0002530367460000125
(24)记滤除谐波后的dq分量为ud(2)′和uq(2)′，再经过广义dq逆变换得到uα(2)′和uβ(2)′：
Figure BDA0002530367460000131
(5)对uα(2)′和uβ(2)′进行αβ逆变换，得到三相负序电量基波分量ua(2)′、ub(2)′、uc(2)′：
Figure BDA0002530367460000132
S35、将零序分量的瞬时值和三相负正序电量基波分量、三相负序电量基波分量进行叠加，得到换流母线电压的瞬时值；
S36、监测换流母线电压跌落情况来判断交流故障的严重程度，换流母线电压跌落越多，交流故障越严重。
可见，上述改进瞬时对称分量法可以检测交流故障，根据不同程度的交流故障来采取不同的保护措施，有利于保证电力系统的正常运行。
如图2所示，本实施例高压直流输电系统采用CIGRE高压直流(HVDC)标准测试模型，以逆变侧交流母线为测试对象，通过仿真软件PSCAD对上述故障检测方法的有效性进行验证。
在CIGRE HVDC标准测试模型中的逆变侧母线分别设置A相、三相接地故障。单相故障接地阻抗为120Ω，三相故障接地阻抗为200Ω。故障起始时刻为4s，故障持续时间0.1s。采样频率设为10kHz。
图3是功率分量三相故障检测的逻辑图，图4是功率分量单相故障检测的逻辑图。如图3、图4所示，功率分量法的阈值设置为Kuth＝0.95，Kpth＝0.1，Kith＝1.2，KU0＝0.1，Kp0＝0.01，KI0＝0.1，其中，Kuth，Kpth，Kith分别为额定电压旋转矢量幅值、额定功率αβ分量、额定电流旋转矢量幅值的阈值设定比例系数，KU0，Kp0，KI0分别为母线电压、电流、功率零序分量的阈值设定比例系数。
在仿真实验中，利用功率分量法判断测试模型中是否有故障发生，并以周期采样点比较法对故障进行选相，判断故障发生的同时利用基于改进瞬时对称分量法检测电压序分量，10ms后可以得到较稳定的电压序分量，从而合成出逆变侧交流母线电压瞬时值，直观地反映故障的严重程度。
图5及图6分别显示了A相、三相故障时的选相，从图5可以看到，A相作为最先动作相，A相动作的同时B相和C相都没有动作，因此为单相故障。从图6可以看到，A相作为最先动作相，B相和C相与其同时动作，因此为三相故障。可见，周期采样点比较法最先动作相与故障相一致，因此说明选相方法的有效性。
图7及图8分别显示了单相、三相故障时，功率分量法的判断结果与母线三相电压瞬时值的测量值及合成值。由仿真结果可以看出，功率分量故障检测模块检测故障发生耗时较短。检测到故障发生后10ms后利用改进瞬时对称分量法得出的正、负和零序合成母线电压瞬时值，与原母线电压测量值误差很小，由此可较快地判断故障发生相及换流母线电压跌落情况，同时也说明了本实施例直流交流侧故障检测方法的正确性与有效性。
实施例2
本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例1所述的高压直流交流侧故障检测方法，具体如下：
S1、获取高压直流输电系统中高压直流交流侧母线的三相电压和电流；
S2、采用功率分量法检测高压直流交流侧是否发生故障；
S3、在步骤S2判断发生故障的情况下，采用周期采样点比较法判断发生故障相，同时，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度。
本实施例中所述的计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑、工控机或其他具有处理器功能的终端设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，步骤如下：
S1、获取高压直流输电系统中高压直流交流侧母线的三相电压和电流；
S2、采用功率分量法检测高压直流交流侧是否发生故障；
S3、在步骤S2判断发生故障的情况下，采用周期采样点比较法判断发生故障相，同时，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度。
2.根据权利要求1所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，在步骤S1中，使用电压表和电流表获取高压直流交流侧母线的三相电压和电流。
3.根据权利要求1所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：
(1)计算零序电流：
i0n＝ian(t)+ibn(t)+icn(t)
Figure FDA0002530367450000011
Figure FDA0002530367450000012
式中，ian(t)、ibn(t)、icn(t)分别为换流母线上的三相电流测量值；i0n(t)为对应的零序电流；iαn(t)、iβn(t)为上述三相电流在α-β平面上α、β轴上对应的分量；ithn(t)为电流的旋转幅值；
(2)计算零序电压：
u0＝ua(t)+ub(t)+uc(t)
Figure FDA0002530367450000013
Figure FDA0002530367450000021
式中，ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为换流母线上的三相电压测量值；u0(t)为对应的零序电压；uα(t)、uβ(t)为上述三相电压在α-β平面上α、β轴上对应的分量；uth(t)为电压的旋转幅值；
(3)将零序电流和零序电压的值相乘，得到功率分量的大小：
p0n＝u0·i0n
Δpthn＝(uNth-uth)(ithn-iNthn)
式中，p0n、Δpthn分别为功率零序分量和功率α、β分量；uNth、iNthn分别为换流母线额定电压和额定电流的旋转矢量；
判断u0、i0n、p0n或Δuth、Δithn、Δpthn是否超过设置的阈值，若是，则判断交流系统发生了单相或三相故障。
4.根据权利要求1所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，在步骤S3中，采用周期采样点比较法判断发生故障相，具体是指利用交流母线各相的输入信号的当前采样值与前一周期的采样值的差值来判断是否发生故障；
差值计算公式表示如下：
Δ2k＝|sk-sk-N+1|
其中，sk和sk-N+1分别为交流母线某相的输入信号第k点的当前采样值和对应的前一周期的采样值，N为每周期的采样点数，Δ2k为输入信号的第k点的周期比较差值；
当连续三个采样点的周期比较差值大于设定值时，则判定该相发生故障。
5.根据权利要求4所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，考虑到当某相发生故障时，最先动作的是该相的周期检测环节，当三相发生故障时，三相的检测基本同时动作，故在第一个相的周期检测环节动作后的规定时间内，若另外两相周期检测环节也动作，则判定发生三相故障；若另外两相周期检测环节没有动作，则判定最先动作的相发生单相故障。
6.根据权利要求4所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，设定值为0.1p.u.。
7.根据权利要求1所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，在步骤S3中，利用电压序分量合成瞬时值判断交流故障的严重程度的过程如下：
S31、令三相电压的瞬时值为：
Figure FDA0002530367450000031
式中，ω是角频率；t为时间；ua、ub、uc分别为三相电压瞬时值；Uam、Ubm、Ucm分别为三相电压幅值；φa、φb、φc分别为三相电压初相位；
S32、设与三相电压ua、ub、uc所对应的旋转相量分别为
Figure FDA0002530367450000032
构造旋转相量：
Figure FDA0002530367450000033
其中，虚部的系数就是三相电压的瞬时值，只要求出实部就可以确定旋转相量；相量实部的求取可根据三角函数的关系式，通过求导法或三角函数分解法计算得到；
S33、基于所构造的旋转相量，经过整理可分别得到三相电压的正序、负序和零序分量的瞬时值：
Figure FDA0002530367450000034
Figure FDA0002530367450000035
Figure FDA0002530367450000041
式中，旋转因子a＝ej120°；
S34、为了滤除正、负序分量中的谐波，构建检测模型，使得正、负序分量的瞬时值都经过αβ变换、广义dq变换、低通滤波器、广义dq逆变换和αβ逆变换，最终变换成三相正序电量基波分量和三相负序电量基波分量；
S35、将零序分量的瞬时值和三相负正序电量基波分量、三相负序电量基波分量进行叠加，得到换流母线电压的瞬时值；
S36、监测换流母线电压跌落情况来判断交流故障的严重程度，换流母线电压跌落越多，交流故障越严重。
8.根据权利要求7所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，在步骤S34中，对于正序分量，检测模型的构建过程如下：
(11)定义αβ变换：
Figure FDA0002530367450000042
式中，ua(1)、ub(1)、uc(1)分别为三相电压正序分量瞬时值；uα(1)、uβ(1)分别为三相电压正序分量的α、β分量；
(12)定义广义dq变换：
Figure FDA0002530367450000043
由上式得到正序电压的dq分量ud(1)、uq(1)；
(13)令ud(1)、uq(1)经过MAF滤波器，MAF滤波器的传递函数为：
Figure FDA0002530367450000044
式中，T为MAF滤波器的时间常数，e为自然常数，s为拉普拉斯算子；
(14)记滤除谐波后的dq分量为ud(1)′和uq(1)′，再经过广义dq逆变换得到uα(1)′和uβ(1)′：
Figure FDA0002530367450000051
(15)对uα(1)′和uβ(1)′进行αβ逆变换，得到三相正序电量基波分量ua(1)′、ub(1)′、uc(1)′：
Figure FDA0002530367450000052
对于负序分量，检测模型的构建过程如下：
(21)定义αβ变换：
Figure FDA0002530367450000053
式中，ua(2)、ub(2)、uc(2)分别为三相电压负序分量瞬时值；uα(2)、uβ(2)分别为三相电压负序分量的α、β分量；
(22)定义广义dq变换：
Figure FDA0002530367450000054
由上式得到负序电压的dq分量ud(2)、uq(2)；
(23)令ud(2)、uq(2)经过MAF滤波器，MAF滤波器的传递函数为：
Figure FDA0002530367450000055
(24)记滤除谐波后的dq分量为ud(2)′和uq(2)′，再经过广义dq逆变换得到uα(2)′和uβ(2)′：
Figure FDA0002530367450000056
(5)对uα(2)′和uβ(2)′进行αβ逆变换，得到三相负序电量基波分量ua(2)′、ub(2)′、uc(2)′：
Figure FDA0002530367450000061
9.根据权利要求7所述的高压直流交流侧故障检测方法，其特征在于，采用三角函数分解法求取相量实部：
Uamcos(ωt+φa)＝[ua(t)-ua(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ua(t-Δt)sinωΔt
Ubmcos(ωt+φb)＝[ub(t)-ub(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-ub(t-Δt)sinωΔt
Ucmcos(ωt+φc)＝[uc(t)-uc(t-Δt)cosωΔt]*cotωΔt-uc(t-Δt)sinωΔt
式中，Δt为采样步长；ua(t)、ub(t)、uc(t)分别为三相电压的当前步长的瞬时值；ua(t-Δt)、ub(t-Δt)、uc(t-Δt)分别为上一步长三相电压的瞬时值，ωΔt实际上是常量。
10.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1至9中任一项所述的高压直流交流侧故障检测方法。
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