CN114184896B - 一种混合直流输电线路单端故障测距方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合直流输电线路单端故障测距方法及系统，属于电力系统继电保护控制技术领域。本发明采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号；计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2；计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2；比较偏差δ_n％与校验阈值大小，判断δ_n％是否小于等于预设的校验阈值，若是，则测距结果为k_n％，若否，则测距结果为1‑k_n％。本发明适合于混合直流系统的多种复杂工况，测距结果准确率高，可靠性高，鲁棒性高。

Description

一种混合直流输电线路单端故障测距方法及系统

技术领域

本发明涉及一种混合直流输电线路单端故障测距方法及系统，属于电力系统继电保护控制技术领域。

背景技术

高压直流输电(high voltage direct current，HVDC)凭借其在远距离大容量输电和电网互联两个方面的优势，在远距离输电工程中所占比例逐年扩大。基于相控换流器的传统高压直流输电(LCC-HVDC)技术已趋于成熟，具有输送容量大、成本低、运行技术成熟等优点，不受电力输送距离的影响，且解决了交流系统中功角稳定的问题，因此相控换流器(LCC) 是解决电力远距离输送与电网互联的重要手段。但是，当LCC作为逆变器时，存在着以下问题：一是存在换相失败的风险，二是输电压电平较低，在交流侧形成的谐波次数底，需要安装滤波器，三是LCC换流器吸收大量的无功功率，对无功功率补偿装置要求很高。与LCC 换流器相比，基于全控器件IGBT和PWM调制技术的柔性直流不存在换相失败、谐波小，可连接弱交流与无源系统及电网故障后的黑启动，具有诸多方面的显著特点与优势，成为破解受端系统接纳区外大规模直流电力馈入受限难题的重要技术手段。综合LCC与MMC(模块化多电平换流器)的优点，将LCC作为整流侧，MMC作为逆变侧，形成的混合高压直流输电系统(LCC-MMC)逐渐成为直流远距离输电工程的主流方式。

混合直流输电线路故障定位技术从原理上可分为行波法、固有频率法和故障分析法。行波法利用信号处理方法对故障行波到达量测端的波头进行标定，并依据行波到达时刻与故障距离之间的约束关系计算故障距离，其关键在于行波波头的精确标定；故障分析法依据线路参数和电气量之间的数学关系，通过优化求解实现故障定位，例如采用Bergeron模型计算线路两端沿线电压分布在故障点相等这一原理构造定位方程等；基于固有频率法的故障测距主要利用故障行波的主频率成分与故障距离之间的数学关系实现故障定位，其定位精度受主频率的精确提取、频谱混叠、频谱泄漏、系统边界条件等影响，尚未得到实际应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混合直流输电线路单端故障测距方法及系统，解决现有的混合直流输电线路故障定位方法定位不准确的问题。

本发明的技术方案是：一种混合直流输电线路单端故障测距方法，首先计算单端测距信号的频差，再利用频差值实现故障测距，测距结果可靠性高，鲁棒性高。

具体步骤为：

Step1：采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号。

Step2：计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2。

Step3：计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2。

Step4：比较偏差δ_n％与校验阈值大小，判断δ_n％是否小于等于预设的校验阈值，若是，则测距结果为k_n％，若否，则测距结果为1-k_n％。

所述Step1具体为：

Step1.1：采集线路单端行波耦合箱电流信号。

Step1.2：解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号。

Step1.3：计算极空间模量电流信号的幂信号，构造测距信号。

所述幂信号指的是对极空间模量电流信号进行奇次幂变换。

所述Step2具体为：

Step2.1：利用波速除以二倍的线路全长估算线路全长所对应的频差，记录全长频差。

Step2.2：计算单端测距信号的频谱。

Step2.3：判断单端测距信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则执行Step2.4。

Step2.4：提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差。

Step2.5：改变至少三次时窗长度，计算Step2.1所得全长频差与Step2.4所得的频差之比，得到稳定存在的至多两个测距估计结果kn％，n＝1,2。

所述Step3具体为：

Step3.1：对测距信号进行小波分解，分别计算提取的各频段信号的频谱。

Step3.2：分别判断各频段信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算各频段信号频谱，若是，则执行Step3.3。

Step3.3：分别提取各频段信号频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到各频段信号频谱所对应的频差，若频差稳定值存在，则执行Step3.4。

Step3.4：分别利用全长频差除以该频段对应的频差，得到各频段对应的估计距离。

Step3.5：计算各频段对应的估计距离结果的众数，作为校验信号。

Step3.6：分别计算两个测距估计结果与校验信号之偏差δn％，n＝1,2。

Step3.1中所述的小波分具体为：

选择合适的db小波阶数，对输入的测距信号进行小波分解，输出测距信号的低频和高频细节部分。

对每次分解后的低频部分重复进行双通道滤波，分解为新的低频和高频细节部分。

所述重复分解次数依据设定的采样率选择，至少重复三次。

一种混合直流输电线路单端故障测距系统，包括：

信号采集模块，用于采集线路单端行波耦合箱电流信号。

数据预处理模块，用于计算并获得测距信号。

频谱分析模块，用于在单端测距信号有效时，计算单测距信号的频谱，分析频谱是否等间隔分布。

调整模块，用于判断频谱是否等间隔分布，若否，则自动调整数据时窗长度，即截取规定采样点数的数据。

校验模块，用于计算校验信号，并校验测距结果。

故障测距模块，用于利用频差进行测距。

所述数据预处理模块包括：

数据计算单元，用于解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号。

幂变换单元，用于计算所述的作为故障特征量的幂信号，构造测距信号。

所述信号采集模块包括：

电压电流变送单元，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置A/D采集的信号。

模拟量采集单元，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号。

突变量启动单元，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件。

数据存储单元，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器。

所述频谱分析模块包括：

频谱计算单元1，用于计算单端测距信号的频谱。

频谱计算单元2，用于计算校验信号的频谱。

频差计算单元，用于提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差。

校验频差计算单元，用于计算小波分解后各频段信号的频差。

所述调整模块包括：

调整单元1，用于调整单端信号的数据时窗，以获得不同时窗下的频谱。

调整单元2，用于调整校验信号的数据时窗，以获得不同时窗下校验信号的频谱。

时窗调节单元，用于按照预设的时窗参数截取并保存不同窗的采样数据。

所述校验模块包括：

校验计算单元1，用于对测距信号进行小波分解。

校验计算单元2，用于计算测距估计结果与校验信号之偏差δn％，n＝1,2。

校验测距单元，用于计算小波分解后各频段信号对应的测距估计值。

校验比较单元，用于比较测距估计值与校验信号。

校验结果记录单元，用于记录单端校验信号校验结果。

所述故障测距模块包括：

测距计算单元，用于利用全线长频差与单端频差值之比值计算故障距离。

测距结果记录单元，用于记录测距估计结果。

本发明的有益效果是：本发明仅利用单端数据即可构造测距方程，与行波测距法相比，无需精确的进行波头的检测和标定，双端通信不用同步对时，抗噪声干扰能力与抗过渡电阻能力较强；相比于固有频率法，混合直流系统双端的系统物理边界不同、波速不一致、系统控制响应对测距结果均不会产生误差，且不受固有频率主频值精确度影响，并消除了故障点折反射所造成的频谱混叠，通过一系列仿真验证，证明该方法测距结果可靠、稳定、精度高，并对不同类型的故障有较强适应性和鲁棒性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在没有实施创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的混合直流输电线路单端故障测距方法的第一实施例的流程示意图；

图2是图1中Step1包括的具体步骤的流程示意图；

图3是图1中Step2包括的具体步骤的流程图；

图4是图1中Step3包括的具体步骤的流程图；

图5是本发明提供的混合直流输电线路单端故障测距方法的第一实施例的功能框图；

图6是图5中各个模块的功能框图；

图7是本发明提供的第二、第三实施例的系统拓扑示意图；

图8是本发明提供的第二、第三实施例整流侧的边界示意图；

图9是本发明提供的第二实施例系统单端M端获得的电流；

图10是本发明提供的第二实施例系统单端N端获得的电流频谱；

图11是本发明提供的第二实施例中小波变换后各层的频谱；

图12是本发明提供的第三实施例系统单端N端获得的电流；

图13是本发明提供的第三实施例系统单端N端获得的电流频谱；

图14是本发明提供的第三实施例中小波变换后各层的频谱。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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不付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。

实施例1：如图1所示，一种混合直流输电线路单端故障测距方法，具体步骤为：

Step1：采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号，如图2所示，包括步骤。

Step1.1：采集线路单端行波耦合箱电流信号。

Step1.2：解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号。

Step1.3：计算极空间模量电流信号的幂信号，构造测距信号。

所述幂信号指的是对极空间模量电流信号进行奇次幂变换。

Step2：计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2，如图3所示，具体步骤为：

Step2.1：利用波速除以二倍的线路全长估算线路全长所对应的频差，记录全长频差。

Step2.2：计算单端测距信号的频谱。

Step2.3：判断单端测距信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则执行Step2.4。

Step2.4：提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差。

Step2.5：改变至少三次时窗长度，计算Step2.1所得全长频差与Step2.4所得的频差之比，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2。

Step3：计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2，如图 4所示，具体步骤为：

Step3.1：对测距信号进行小波分解，分别计算提取的各频段信号的频谱。

Step3.2：分别判断各频段信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算各频段信号频谱，若是，则执行Step3.3

Step3.3：分别提取各频段信号频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到各频段信号频谱所对应的频差，若频差稳定值存在，则执行Step3.4。

Step3.4：分别利用全长频差除以该频段对应的频差，得到各频段对应的估计距离。

Step3.5：计算各频段对应的估计距离结果的众数，作为校验信号。

Step3.6：分别计算两个测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2。

Step4：比较偏差δ_n％与校验阈值大小，判断δ_n％是否小于等于预设的校验阈值，若是，则测距结果为k_n％，若否，则测距结果为1-k_n％。

如图5所示，一种混合直流输电线路单端故障测距系统，包括：

信号采集模块101，用于采集线路单端行波耦合箱电流信号。

数据预处理模块102，用于计算并获得测距信号。

频谱分析模块103，用于在单端测距信号有效时，计算单测距信号的频谱，分析频谱是否等间隔分布。

调整模块104，用于判断频谱是否等间隔分布，若否，则自动调整数据时窗长度，即截取规定采样点数的数据。

校验模块105，用于计算校验信号，并校验测距结果。

测距模块106，用于利用频差进行测距。

所述信号采集模块101包括：

电压电流变送单元1011，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置A/D采集的信号。

模拟量采集单元1012，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号。

突变量启动单元1013，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件。

数据存储单元1014，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器。

如图6所示，所述数据预处理模块102包括：

数据计算单元1021，用于解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号。

幂变换单元1022，用于计算所述的作为故障特征量的幂信号，构造测距信号。

如图6所示，所述频谱分析模块103包括：

频谱计算单元1031A，用于计算单端测距信号的频谱。

频谱计算单元1031B，用于计算校验信号的频谱。

频差计算单元1032，用于提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差。

校验频差计算单元1033，用于计算小波分解后各频段信号的频差。

如图6所示，所述调整模块104包括：

调整单元1041A，用于调整单端信号的数据时窗，以获得不同时窗下的频谱。

调整单元1041B，用于调整校验信号的数据时窗，以获得不同时窗下校验信号的频谱。

时窗调节单元1042，用于按照预设的时窗参数截取并保存不同窗的采样数据。

如图6所示，所述校验模块105包括：

校验计算单元1051A，用于对测距信号进行小波分解。

校验计算单元1051B，用于计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2。

校验测距单元1052，用于计算小波分解后各频段信号对应的测距估计值。

校验比较单元1053，用于比较测距估计值与校验信号。

校验结果记录单元1054，用于记录单端校验信号校验结果。

如图6所示，所述故障测距模块106具体包括：

测距计算单元1061，用于利用全线长频差与单端频差值之比值计算故障距离。

测距结果记录单元1062，用于记录测距估计结果。

本发明提出一种混合直流输电线路单端故障测距方法，仅利用单端数据即可构造测距方程，与行波测距法相比，无需精确的进行波头的检测和标定，双端通信不用同步对时，抗噪声干扰能力与抗过渡电阻能力较强；相比于固有频率法，混合直流系统双端的系统物理边界不同、波速不一致、系统控制响应对测距结果均不会产生误差，且不受固有频率主频值精确度影响，并消除了故障点折反射所造成的频谱混叠，通过一系列仿真验证，证明该方法测距结果可靠、稳定、精度高，并对不同类型的故障有较强适应性和鲁棒性。

在实施例1的基础上，通过一些具体的例子对本发明进行进一步的说明。

如图7所示，在PSCAD/EMTDC环境下搭建的±800kV真双极双端混合直流输电系统(LCC-MMC)。整流侧为M端，采用LCC换流器，逆变侧为N端，采用MMC换流器。整流侧每极换流单元为双12脉冲换流器串联组成。直流输电线路为六分裂导线，线路长为 1500km，线路两侧装有400mH的平波电抗器。

如图8所示，图8为平波电抗器和直流滤波器构成的物理边界示意图。直流侧特征谐波次数为Kp次，其中p为换流器的脉波数，K为任意正整数，因此直流滤波器选用12/24/36三调谐滤波器。其参数为：L＝400mH、L₁＝39.09mH、L₂＝26.06mH、L₃＝19.545mH、L₄＝34.75mH、 C₁＝0.9μF、C₂＝0.9μF、C₃＝1.8μF、C₄＝0.675μF。图中B₁～B₄、D₁、D₂分别为直流滤波器、平波电抗器、直流母线的避雷器。平波电抗器在行波频率范围内，可视为开路。逆变侧的边界即为平波电抗器。

实施例2，假设在距离M端300km处发生双极金属性短路故障，采样率为200kHz，用本发明所述方法进行测距，具体步骤为：

Step1：采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号，具体步骤为：

Step1.1：采集线路单端行波耦合箱电流信号i_M，如图9所示。

Step1.2：计算信号i_M的三次幂信号，构造测距信号。

所述幂信号指的是对极空间模量电流信号进行奇次幂变换。

Step2：计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2，具体步骤为：

Step2.1：利用波速除以二倍的线路全长估算线路全长所对应的频差，记录全长频差△f_全长＝99.33Hz。

Step2.2：计算单端测距信号的频谱，如图10所示。

Step2.3：判断单端测距信号的频谱分布是否等间隔，若是，则执行Step2.4

Step2.4：提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差△f_M＝496.56Hz。

Step2.5：改变至少三次时窗长度，计算Step2.1所得全长频差与Step2.4所得的频差之比，得到稳定存在的一个测距估计结果k₁％＝20％。

Step3：计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2，具体步骤为：

Step3.1：对测距信号进行小波分解，分别计算提取的各频段信号的频谱。

Step3.2。分别判断各频段信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算各频段信号频谱，若是，则执行Step3.3

Step3.3：分别提取各频段信号频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到各频段信号频谱所对应的频差，△f₁＝498.16Hz、△f₂＝494.68Hz、△f₃＝494.19Hz，下角标分别表示高频分量的层数，高频第一层对应的频段为0～100kHz，高频第二层对应的频段为 50kHz～100kHz，高频第三层对应的频段为25kHz～50kHz，以此类推。

Step3.4：分别利用全长频差除以该频段对应的频差，得到各频段对应的估计距离k_d1％＝19.94％、k_d2％＝20％、k_d3％＝20％。

Step3.5。计算各频段对应的估计距离结果的众数，作为校验信号。

Step3.6：分别计算两个测距估计结果与校验信号之偏差δ₁％＝0。

Step4：比较偏差δ₁％与校验阈值大小，判断δ_n％是否小于等于预设的校验阈值1％，若是，则测距结果为k₁％。

实施例3：假设在距离M端300km处发生双极金属性短路故障，采样率为200kHz。利用逆变侧N端单端数据实现测距的具体实施步骤为：

Step1：采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号，具体步骤为：

Step1.1：采集线路单端行波耦合箱电流信号i_N，如图12所示。

Step1.2：计算信号i_N的三次幂信号，构造测距信号。

所述幂信号指的是对极空间模量电流信号进行奇次幂变换。

Step2：计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k_n％，n＝1,2，具体步骤为：

Step2.1：利用波速除以二倍的线路全长估算线路全长所对应的频差，记录全长频差△f_全长＝99.33Hz。

Step2.2：计算单端测距信号的频谱，如图13所示。

Step2.3：判断单端测距信号的频谱分布是否等间隔，若是，则执行Step2.4

Step2.4：提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差△f_N＝123.82Hz。

Step2.5：改变至少三次时窗长度，计算Step2.1所得全长频差与Step2.4所得的频差之比，得到稳定存在的一个测距估计结果k₁％＝79.95％。

Step3：计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ_n％，n＝1,2，具体步骤为：

Step3.1：对测距信号进行小波分解，分别计算提取的各频段信号的频谱,如图14所示。

Step3.2：分别判断各频段信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算各频段信号频谱，若是，则执行Step3.3

Step3.3：分别提取各频段信号频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到各频段信号频谱所对应的频差，△f₁＝498.16Hz、△f₂＝494.68Hz、△f₃＝494.19Hz，下角标分别表示高频分量的层数，高频第一层对应的频段为0～100kHz，高频第二层对应的频段为 50kHz～100kHz，高频第三层对应的频段为25kHz～50kHz，以此类推。

Step3.4：分别利用全长频差除以该频段对应的频差，得到各频段对应的估计距离k_d1％＝79.93％、k_d2％＝79.96％、k_d3％＝80.3％。

Step3.5：计算各频段对应的估计距离结果的众数，作为校验信号。

Step3.6：分别计算两个测距估计结果与校验信号之偏差δ₁％＝0.2。

Step4：比较偏差δ₁％与校验阈值大小，判断δ_n％是否小于等于预设的校验阈值1％，若是，则测距结果为k₁％。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种混合直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于：

Step1：采集线路单端行波耦合箱电流信号，获取测距信号；

Step2：计算单端测距信号的频谱，判断频差稳定值是否存在，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则利用该频差进行故障测距，改变至少三次时窗长度，得到稳定存在的至多两个测距估计结果k _n %，n=1,2；

Step3：计算单端校验信号，分别计算测距估计结果与校验信号之偏差δ _n %，n=1,2；

Step4：比较偏差δ _n %与校验阈值大小，判断δ _n %是否小于等于预设的校验阈值，若是，则测距结果为k _n %，若否，则测距结果为1- k _n %；

Step1具体为：

Step1.1：采集线路单端行波耦合箱电流信号；

Step1.2：解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号；

Step1.3：计算极空间模量电流信号的幂信号，构造测距信号；

所述幂信号指的是对极空间模量电流信号进行奇次幂变换。

2.根据权利要求1所述的混合直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于所述Step2具体为：

Step2.1：利用波速除以二倍的线路全长估算线路全长所对应的频差，记录全长频差；

Step2.2：计算单端测距信号的频谱；

Step2.3：判断单端测距信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算单端频谱，若是，则执行Step2.4；

Step2.4：提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差；

Step2.5：改变至少三次时窗长度，计算Step2.1所得全长频差与Step2.4所得的频差之比，得到稳定存在的至多两个测距估计结果kn%，n=1,2。

3.根据权利要求1所述的混合直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于所述Step3具体为：

Step3.1：对测距信号进行小波分解，分别计算提取的各频段信号的频谱；

Step3.2：分别判断各频段信号的频谱分布是否等间隔，若否，则自动调整数据时窗长度，返回重新计算各频段信号频谱，若是，则执行Step3.3；

Step3.3：分别提取各频段信号频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到各频段信号频谱所对应的频差，若频差稳定值存在，则执行Step3.4；

Step3.4：分别利用全长频差除以该频段对应的频差，得到各频段对应的估计距离；

Step3.5：计算各频段对应的估计距离结果的众数，作为校验信号；

Step3.6：分别计算两个测距估计结果与校验信号之偏差δn%，n=1,2。

4.根据权利要求3所述的混合直流输电线路单端故障测距方法，其特征在于，Step3.1中所述的小波分具体为：

选择合适的db小波阶数，对输入的测距信号进行小波分解，输出测距信号的低频和高频细节部分；

对每次分解后的低频部分重复进行双通道滤波，分解为新的低频和高频细节部分；

重复滤波次数依据设定的采样率选择，至少重复三次。

5.一种混合直流输电线路单端故障测距系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集线路单端行波耦合箱电流信号；

数据预处理模块，用于计算并获得测距信号；

频谱分析模块，用于在单端测距信号有效时，计算单测距信号的频谱，分析频谱是否等间隔分布；

调整模块，用于判断频谱是否等间隔分布，若否，则自动调整数据时窗长度，即截取规定采样点数的数据；

校验模块，用于计算校验信号，并校验测距结果；

故障测距模块，用于利用频差进行测距；

所述数据预处理模块包括：

数据计算单元，用于解耦所获得的行波耦合箱电流信号，求取极空间模量电流信号；

幂变换单元，用于计算作为故障特征量的幂信号，构造测距信号；

所述故障测距模块包括：

测距计算单元，用于利用全线长频差与单端频差值之比值计算故障距离；

测距结果记录单元，用于记录测距估计结果。

6.根据权利要求5所述的混合直流输电线路单端故障测距系统，其特征在于，所述信号采集模块包括：

电压电流变送单元，用于变换互感器二次侧的电压电流信号为行波装置A/D采集的信号；

模拟量采集单元，用于将电压电流模拟量信号转换成数字信号；

突变量启动单元，用于判断波形突变是否大于设定的启动阈值，若是，则将电压电流信号存储成录波数据文件；

数据存储单元，用于按时标命名录波数据文件，并存储于本地存储器。

7.根据权利要求5所述的混合直流输电线路单端故障测距系统，其特征在于，所述频谱分析模块包括：

频谱计算单元1，用于计算单端测距信号的频谱；

频谱计算单元2，用于计算校验信号的频谱；

频差计算单元，用于提取单端频谱的谱峰位置的频率值，对相邻两个频率值作差，得到单端频谱所对应的频差；

校验频差计算单元，用于计算小波分解后各频段信号的频差。

8.根据权利要求5所述的混合直流输电线路单端故障测距系统，其特征在于，所述调整模块包括：

调整单元1，用于调整单端信号的数据时窗，以获得不同时窗下的频谱；

调整单元2，用于调整校验信号的数据时窗，以获得不同时窗下校验信号的频谱；

时窗调节单元，用于按照预设的时窗参数截取并保存不同窗的采样数据。

9.根据权利要求5所述的混合直流输电线路单端故障测距系统，其特征在于，所述校验模块包括：

校验计算单元1，用于对测距信号进行小波分解；

校验计算单元2，用于计算测距估计结果与校验信号之偏差δn%，n=1,2；

校验测距单元，用于计算小波分解后各频段信号对应的测距估计值；

校验比较单元，用于比较测距估计值与校验信号；

校验结果记录单元，用于记录单端校验信号校验结果。

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