CN112630590A - 一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法、装置、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法、装置、系统及可读存储介质，所述方法包括：步骤1：采集柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；步骤2：利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；步骤3：对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；步骤4：利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。本发明利用所述方法在柔性直流输电线路全长范围内，可以快速可靠地识别线路的雷电绕击干扰，满足柔性直流输电线路继电保护需求，为行波保护在柔性直流输电系统中的实用化进程提供了有力支撑。

Description

一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法、装置、系统及可读 存储介质

技术领域

本发明属于电力系统继电保护和柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法、装置、系统及可读存储介质。

背景技术

柔性直流电网是实现大规模可再生能源平滑接入、可靠送出、优化配置和灵活消纳的有效解决方案，是未来电网发展的重要方向之一。然而，与交流系统相比，柔性直流电网是一个“低惯量”系统，故障电流上升迅速，故障影响范围广，极易发生“局部故障，全网停运”的情况。直流线路发生局部短路故障后，直流线路保护系统须在近端换流阀闭锁前的极短时间内完成故障暂态电流的快速抑制，从而实现故障线路的选择性快速隔离，进而最大程度地保障柔性直流电网的持续可靠运行。

直流线路故障快速可靠识别是直流断路器选择性快速隔离故障线路的前提。直流线路发生局部故障时，为避免近端换流阀闭锁，继电保护须在故障发生后的极短时间内完成故障线路的快速可靠识别。基于行波保护原理的单端量故障识别技术是实线柔性直流输电线路超高速保护的理想选择。

然而，柔性直流输电线路遭受雷电绕击而未发生故障时，线路上将会产生与故障行波频带相近的行波。为此准确区分雷电绕击干扰与真实故障所引起的行波，是实线柔性直流输电线路故障快速可靠识别的关键。但是，目前现有技术中针对柔性直流输电线路的雷电绕击识别算法速动性差、可靠性低，难以满足柔性直流电网故障线路选择性快速隔离需求，因此，如何实现雷电绕击干扰的快速可靠识别是保障柔性直流电网安全可靠持续运行而亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的鉴别方式来快速可靠识别是否存在雷击干扰，为后续直流线路保护系统在极短时间内完成故障暂态电流的快速抑制奠定基础，以便保障柔性直流电网的持续可靠运行。

一方面，本发明提供一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法，包括如下步骤：

步骤1：采集柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

步骤2：利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

步骤3：对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

步骤4：利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

可选的，步骤4中是基于设置的识别判据进行识别，所述识别判据至少包含：

若特定尺度下的模极大值中不存在先负后正，幅值关系为负大正小的一对模极大值时，所述柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰。

可选的，步骤4是基于设置的识别判据进行雷击干扰有效识别，所述识别判据至少包含：

A：若特定尺度下的模极大值中仅存在一对模极大值，所述一对模极大值为先负后正，幅值关系为负大正小，且所述线模反向电压行波的波尾数据平均值U₁大于保护启动时刻前的线模反向电压行波数据平均值U₂或U₁与U₂的差值在预设误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

譬如U₁与U₂的差值在预设误差范围内时满足：U₁-U₂＝±0.5％U₂。其中，波尾数据的范围是依据经验来取值确定或其他手段确定其末端一定长度的数据作为波尾数据，譬如“数据窗”内线模反向电压行波共含有256个点(采样率为500kHz；256*2us＝0.512ms)，可以将“数据窗”内的最后64的点作为波尾数据。

B：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的两对模极大值，且所述线模反向电压行波的波尾数据平均值U₁与保护启动时刻前的线模反向电压行波数据平均值U₂的差值在预设误差范围内；以及第二对模极大值的幅值A₂与第一对模极大值A₁的2倍幅值的差值在预设幅值误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

譬如U₁与U₂的差值在预设误差范围内时满足：U₁-U₂＝±0.5％U₂，第二对模极大值的幅值A₂与第一对模极大值A₁的2倍幅值的差值在预设幅值误差范围内满足：A₂-2A₁＝±0.5％A₂。

C：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的两对或两对以上的模极大值，且任两对模极大值的幅值差值均在预设幅值误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

即每对模极大值对应幅值近似相等，任两对模极大值的幅值差值在预设误差范围内时满足：A_i-A_j＝±0.5％A_j，i≠j，A_i、A_j分别表示第i对、第j对模极大值的幅值。

D：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的三对或三对以上的模极大值，且除第一对模极大值外，剩余任两对模极大值对应幅值的差值均在预设误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

剩余任两对模极大值对应幅值的差值在预设误差范围内时满足：A_i-A_j＝±0.5％A_j，i≠j≠l。

其中，两对模极大值的幅值比对时，是一对模极大值的负模极大值的幅值与另一对模极大值的负模极大值的幅值进行比对，正模极大值的幅值与另一对模极大值的正模极大值的幅值进行比对；

若均不满足上述判据，所述柔性直流输电线路未发生了雷电绕击干扰。

可选的，所述特定尺度为第4尺度。其中，本发明选择第4尺度，是基于小波变换到第4尺度时，小波变换模极大值已基本稳定，所需耗时是最短耗时，效果最佳；当然，可以用第5、6......等尺度下的模极大值进行故障识别，但耗时更长，对于柔性直流输电系统而言，不是最佳可取方式。

可选的，步骤2的执行过程如下：

首先，利用凯伦贝尔极模变换矩阵将步骤1采集的电压行波数据和电流行波数据分别解耦为线模、零模电压行波和线模、零模电流行波；

式中，u₀、u₁分别表示零模电压行波和线模电压行波，u_p、u_n分别表示采集的柔性直流输电线路上正极电压行波数据和负极电压行波数据，i₀、i₁分别表示零模电流行波和线模电流行波，i_p、i_n分别表示采集的柔性直流输电线路上正极电流行波数据和负极电流行波数据；

然后，利用线模电压行波和线模电流行波构造线模反向电压行波，公式如下：

式中，u_1b表示线模反向电压行波，Z₁表示柔性直流输电线路线的模波阻抗。

可选的，步骤1中采用高速实时宽频采集电压行波数据和电流行波数据。其中，本发明采样时设置的采样率为500kHz。

第二方面，本发明还提供了一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，包括：

采集模块：用于采集柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

构造模块：用于利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

小波变换模块：用于对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

鉴别模块：用于利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

第三方面，本发明还提供了一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，其包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述处理器调用所述计算机程序以执行：

获取柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

第四方面，本发明还提供了一种柔性直流输电线路雷击干扰识别系统，包括上述识别装置以及高速宽频测量装置，所述识别装置与所述高速宽频测量装置通信连接，所述高速宽频测量装置设置于柔性直流输电线路上，用于采集柔性直流输电线路上电压行波数据和电流行波数据，并传输给识别装置。

第五方面，本发明还提供了一种可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：

获取柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

有益效果

本发明提出了的所述方法是将线模反向电压行波及其对应特定尺度下模极大值进行特征融合推导出的柔性直流输电线路雷击干扰快速识别方法，利用所述方法可以在柔性直流输电线路全长范围内，快速可靠地识别线路的雷电绕击干扰，满足柔性直流输电线路继电保护需求，为行波保护在柔性直流输电系统中的实用化进程提供了有力支撑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的雷击干扰识别方法流程示意图。

图2是本发明仿真实验设置的±500kV柔性直流电网仿真原理图。

图3是雷击干扰时，行波传播网格图。

图4是不同雷击情况下，线模反向电压行波及其对应第4尺度下的小波变换模极大值的示意图，其中，(a)对应为雷击故障状态下，(b)对应为雷击干扰状态下。

图5是不同雷击故障情况下，线模反向电压行波及其对应第4尺度下的小波变换模极大值的示意图，其中，(a)对应为雷击故障状态下且距测量点10km，(b)对应为雷击干扰状态下，且距测量点50km。

图6是雷击(故障)点在线路远端时，线模反向电压行波及其对应第4尺度下的小波变换模极大值的示意图，其中，(a)对应为雷击故障状态下，(b)对应为雷击干扰状态下。

图7是雷击(故障)点在线路中央时，线模反向电压行波及其对应第4尺度下的小波变换模极大值的示意图，其中，(a)对应为雷击故障状态下，(b)对应为雷击干扰状态下。

图8是雷击(故障)点在线路近端时，线模反向电压行波及其对应第4尺度下的小波变换模极大值的示意图，其中，(a)对应为雷击故障状态下，(b)对应为雷击干扰状态下。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，本发明实施例提供的一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法，包括如下步骤：

首先，由柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据，再构造出线模反向电压行波；其次，对线模反向电压行波进行小波变换多分辨率分析计算出特定尺度下的小波变换的模极大值，然后，根据是否存在一对模极大值呈现先负后正，幅值关系为负大正小特征初步判断是否可能发生雷击干扰，若存在，视该柔性直流输电线路遭受了雷电绕击，但是雷电绕击是否产生了干扰是需要进一步鉴别；若不存在，视该柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰，也无需进行下一步鉴别。其中，雷电绕击是否产生了干扰是依据上述记载的A-D条识别判据完成的。

在其他可行的实施例中，本发明所述柔性直流输电线路雷击干扰识别方法中得到模极大值后，可以直接利用上述记载的A-D条识别判据完成鉴别。

需要说明的是，本实施例中获取模极大值时所选用的小波变换公式如下：

式中，

和

分别表示第j尺度下的逼近系数和细节系数，且存在：h_k＝{0.125，0.375，0.375，0.125}(k＝-1，0，1，2)，g_k＝{2，-2}(k＝0，1)。也应当理解，本发明并不限于上述小波变换算法，只要能够实现本发明思想的其他小波变换算法也可行。其中，利用小波变换获取模极大值是现有技术实现过程，本发明对此过程不进行具体的阐述。

在一些可行的实施例中，本发明还提供了一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，包括：

采集模块：用于采集柔性直流输电线路上测量点在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

构造模块：用于利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

小波变换模块：用于对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

鉴别模块：用于利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

其中，构造模型构造线模反向电压行波时，先利用凯伦贝尔极模变换矩阵将采集的电压行波数据和电流行波数据分别解耦为线模、零模电压行波和线模、零模电流行波；再利用线模电压行波和线模电流行波构造线模反向电压行波。具体公式参照前文阐述。

鉴别模块鉴别是否发生了雷击干扰时，在一些可行的方式中，可以先判断：特定尺度下的模极大值中是否存在先负后正，幅值关系为负大正小的一对模极大值，若存在，再进一步鉴别；否则，视为柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰；进一步鉴别时，依据本发明前述设置的A-D的判据。在一些可行的方式中，直接利用前述设置的A-D的判据进行鉴别。

应当理解，上述单元模块的具体实现过程参照方法内容，本发明在此不进行具体的赘述，且上述功能模块单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。同时，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

在一些可行的实施例中，本发明还提供一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，其包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述处理器调用所述计算机程序以执行：

获取柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

其中，构造线模反向电压行波时，先利用凯伦贝尔极模变换矩阵将采集的电压行波数据和电流行波数据分别解耦为线模、零模电压行波和线模、零模电流行波；再利用线模电压行波和线模电流行波构造线模反向电压行波。具体公式参照前文阐述。

鉴别是否发生了雷击干扰时，在一些可行的方式中，可以先判断：特定尺度下的模极大值中是否存在先负后正，幅值关系为负大正小的一对模极大值，若存在，再进一步鉴别；否则，视为柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰；进一步鉴别时，依据本发明前述设置的A-D的判据。在一些可行的方式中，直接利用前述设置的A-D的判据进行鉴别。

在一些可行的实施例中，本发明还提供一种柔性直流输电线路雷击干扰识别系统，包括上述识别装置以及高速宽频测量装置，所述识别装置与所述高速宽频测量装置通信连接，所述高速宽频测量装置设置于柔性直流输电线路上，用于采集柔性直流输电线路上电压行波数据和电流行波数据，并传输给识别装置。

在一些可行的实施例中，本发明还提供了一种可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：

获取柔性直流输电线路上测量点在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

其中，构造线模反向电压行波时，先利用凯伦贝尔极模变换矩阵将采集的电压行波数据和电流行波数据分别解耦为线模、零模电压行波和线模、零模电流行波；再利用线模电压行波和线模电流行波构造线模反向电压行波。具体公式参照前文阐述。

鉴别是否发生了雷击干扰时，在一些可行的方式中，可以先判断：特定尺度下的模极大值中是否存在先负后正，幅值关系为负大正小的一对模极大值，若存在，再进一步鉴别；否则，视为柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰；进一步鉴别时，依据本发明前述设置的A-D的判据。在一些可行的方式中，直接利用前述设置的A-D的判据进行鉴别。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

所述可读存储介质为计算机可读存储介质，其可以是前述任一实施例所述的控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述可读存储介质也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述可读存储介质还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

模型仿真

本发明基于PSCAD/EMTDC建立±500kV柔性直流电网电磁暂态模型，其仿真原理图如图2所示。在两两换流站之间的柔性直流输电线路上均设置了高速宽频测量装置，用于采集线路的电压行波数据和电流行波数据。其中，仿真步长设置为2μs，直流电抗器取值均为150mH，架空线路采用频域相关模型，其中，根据IEC标准，雷电流采用1.2/50μs负极性双指数波形，其计算公式如下：

其中，i(t)为t时刻的雷电流，e为自然指数，I₀为雷电流幅值，τ₁为波头上升时间，τ₂为半峰时间。其中，雷电通道波阻抗Z₀取值为300Ω。

如图3所示，在f点出现雷击，τ为行波从线路J端传播到K端所需的时间，τ_J和τ_K分别为行波从雷击点f传播到线路J端和K端所需的时间，u_r1为从雷击点传播到线路J端的第一个反向行波，u_r2为从雷击点传播到线路K端并经该端直流电抗器反射后传播到线路J端的第二个反向行波，u_r3为从雷击点传播到线路J端并相继经线路J端和K端的直流电抗器反射后传播到线路J端的第三个反向行波。

本试验中，分别在换流站S₃和S₄之间正极输电线路上的不同位置设置雷击点，并取该正极输电线路上靠近换流站S₃侧的电压、电流行波数据进行分析研究。

当保护启动后，高速宽频测量装置以500kHz采样率选取保护启动时刻前64个数据和保护启动时刻后192个数据，构造共含有256个数据的故障快速识别“数据窗”。该保护启动时刻是指直流线路保护系统的启动时刻。其中，采集的数据包括：电压行波数据和电流行波数据。电压行波数据包含了正极电压行波数据和负极电压行波数据，电流行波数据包含了正极电流行波数据和负极电流行波数据。

利用凯伦贝尔(Karenbaner)极模变换矩阵将“数据窗”内的电压行波数据解耦为相对独立的线模、零模电压行波分量；以及利用凯伦贝尔(Karenbaner)极模变换矩阵将“数据窗”内的电流行波数据解耦为相对独立的线模、零模电流行波分量。

然后，利用相对独立的线模电压、零模电流行波分量构造线模反向电压行波。

对线模反向电压行波进行小波变换多分辨率分析，选取对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下的模极大值。

最后，利用第4尺度下的模极大值鉴别是否发生了雷击干扰。

其中，若对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下存在先负后正且幅值关系为负大正小的一对模极大值时，则可判定柔性直流输电线路遭受了雷电绕击，需进一步判定该柔性直流输电线路是否发生了雷电绕击干扰。反之，该柔性直流输电线路没有遭受雷电绕击，无需进一步判定该柔性直流输电线路是否发生了雷电绕击干扰。

在已判定柔性直流输电线路遭受了雷电绕击的前提下，基于线模反向电压行波及其对应第4尺度下小波变换模极大值特征融合的识别判据如下：

A：若对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下仅存在一对模极大值且时域内线模反向电压行波波尾数据平均值接近或大于“数据窗”内保护启动时刻前线模反向电压行波数据平均值，则可判定该柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰。其中，“接近”理解为两者差值在预设误差范围内。如图4所示，(b)图雷击干扰示意图。

B：若对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下存在先负后正且幅值关系为负大正小的两对模极大值，时域内线模反向电压行波波尾数据平均值接近“数据窗”内保护启动时刻前线模反向电压行波数据平均值，同时第二对模极大值幅值约为第一对对应模极大值幅值的两倍，则可判定该柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰。其中，“接近”、“约”理解为两者差值在预设误差范围内。如图8所示，(b)为雷击干扰示意图。

C：若对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下存在先负后正且幅值关系为负大正小的两对及其以上模极大值，且该两对及其以上模极大值对应幅值基本相等，则可判定该柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰。其中，“基本相等”理解为两者差值在预设幅值误差范围内。如图6和图7所示，其(b)均为雷击干扰示意图。

D：若对应线模反向电压行波小波变换第4尺度下存在先负后正且幅值关系为负大正小的三对及其以上模极大值，且除第一对模极大值外，其余各对模极大值对应幅值基本相等，则可判定该柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰。其中，“基本相等”理解为两者差值在预设幅值误差范围内。

如图4-图8所示，均为同一横坐标、双竖坐标图，左竖坐标为线模反向电压行波，右竖坐标为线模反向电压行波对应第4尺度下的小波变换模极大值；带尖尖(指示方向和大小)的实线为小波变换模极大值；Δu图形表示波尾数据平均值与保护启动时刻前的数据平均值接近，通过各个图的(a)和(b)的比对可知，本发明设定的上述判据的有效性。

综上所述，本发明提出了的所述方法在柔性直流输电线路全长范围内，快速可靠地识别线路的雷电绕击干扰，满足柔性直流输电线路继电保护需求，为行波保护在柔性直流输电系统中的实用化进程提供了有力支撑。此外，现有公开专利CN201611004814.8记载了将极模(反向电压故障暂态行波进行直流拟合，得到直线的斜率和截距，根据拟合后的直线斜率和截距来计算极模反向电压故障暂态行波衰减系数，再将衰减系数与设定阈值进行对比，若衰减系数超过设定阈值，可判定直流线路遭受了雷击干扰。而本发明专利另辟蹊径，基于线模反向电压行波及其对应特定尺度下小波变换模极大值综合特征提出柔性直流输电线路雷击干扰快速识别方法。从技术效果方面来看，现有技术CN201611004814.8可以对特定波头上升时间和半峰时间的雷电流引起的雷击干扰进行有效识别；而本发明提出的雷击干扰识别方法，不但可以对CN201611004814.8能识别由特定波头上升时间和半峰时间的雷电流引起的雷击干扰进行有效识别，而且还能对CN201611004814.8不能可靠识别的不具备特定波头上升时间和半峰时间的雷电流引起的雷击干扰进行有效识别。即本发明所提方法能克服CN201611004814.8的技术局限，能对更多特征的雷电流引起的雷击干扰进行有效识别。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性直流输电线路雷击干扰识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采集柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

步骤2：利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

步骤3：对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

步骤4：利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4中是基于设置的识别判据进行识别，所述识别判据至少包含：

若特定尺度下的模极大值中不存在先负后正，幅值关系为负大正小的一对模极大值时，所述柔性直流输电线路未遭受雷电绕击，不存在雷击干扰。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4是基于设置的识别判据进行雷击干扰有效识别，所述识别判据至少包含：

A：若特定尺度下的模极大值中仅存在一对模极大值，所述一对模极大值为先负后正，幅值关系为负大正小，且所述线模反向电压行波的波尾数据平均值U₁大于保护启动时刻前的部分或全部线模反向电压行波数据平均值U₂或U₁与U₂的差值在预设误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

B：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的两对模极大值，且所述线模反向电压行波的波尾数据平均值U₁与保护启动时刻前的部分或全部线模反向电压行波数据平均值U₂的差值在预设误差范围内；以及第二对模极大值的幅值A₁与第一对模极大值2倍幅值的对应差值在预设幅值误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

C：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的两对或两对以上的模极大值，且任两对模极大值的对应幅值差值均在预设幅值误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

D：若特定尺度下的模极大值中存在先负后正，幅值关系为负大正小的三对或三对以上的模极大值，且除第一对模极大值外，剩余任两对模极大值对应幅值的差值均在预设误差范围内时，所述柔性直流输电线路发生了雷电绕击干扰；

其中，两对模极大值的幅值比对时，是一对模极大值的负模极大值的幅值与另一对模极大值的负模极大值的幅值进行比对，正模极大值的幅值与另一对模极大值的正模极大值的幅值进行比对；

若均不满足上述判据，所述柔性直流输电线路未发生了雷电绕击干扰。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述特定尺度为第4尺度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2的执行过程如下：

首先，利用凯伦贝尔极模变换矩阵将步骤1采集的电压行波数据和电流行波数据分别解耦为线模、零模电压行波和线模、零模电流行波；

式中，u₀、u₁分别表示零模电压行波和线模电压行波，u_p、u_n分别表示采集的柔性直流输电线路上正极电压行波数据和负极电压行波数据，i₀、i₁分别表示零模电流行波和线模电流行波，i_p、i_n分别表示采集的柔性直流输电线路上正极电流行波数据和负极电流行波数据；

然后，利用线模电压行波和线模电流行波构造线模反向电压行波，公式如下：

式中，u_1b表示线模反向电压行波，Z₁表示柔性直流输电线路线的模波阻抗。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中采用高速实时宽频采集电压行波数据和电流行波数据。

7.一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，其特征在于：包括：

采集模块：用于采集柔性直流输电线路上保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

构造模块：用于利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

小波变换模块：用于对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

鉴别模块：用于利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

8.一种柔性直流输电线路雷击干扰识别装置，其特征在于：包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述处理器调用所述计算机程序以执行：

获取柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

9.一种柔性直流输电线路雷击干扰识别系统，其特征在于：包括权利要求7或8所述的识别装置以及高速宽频测量装置，所述识别装置与所述高速宽频测量装置通信连接，所述高速宽频测量装置设置于柔性直流输电线路上，用于采集柔性直流输电线路上的电压行波数据和电流行波数据，并传输给识别装置。

10.一种可读存储介质，其特征在于：存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：

获取柔性直流输电线路上在保护启动时刻前、后的电压行波数据和电流行波数据；

利用所述电压行波数据和所述电流行波数据构造线模反向电压行波；

对所述线模反向电压行波进行小波变换提取特定尺度下的模极大值；

利用所述特定尺度下的模极大值识别是否发生了雷击干扰。

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