混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法及装置与流程

本技术涉及柔性直流系统，具体涉及一种混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法及装置。

背景技术：

1、因为对大量可再生能源接入的迫切需求，使柔性直流系统得到了进一步的发展，其中多端柔性高压直流系统获得了极大的关注和研究，还促进多端柔性直流配电系统的发展。但是，由于这些系统自身阻抗相对较低和电流耐受能力低，当发生故障时，需要借助直流断路器来快速切除故障以保证其自身的可靠性和稳定性。

2、就目前混合式高压直流断路器的主流设计路线而言，不管何种拓扑的混合式高压直流断路器，它都需要一个耗能支路，该支路由金属氧化物压敏电阻(metal oxidevaristor,mov)构成，其作用是对存储在直流电网中的能量进行耗散，同时利用mov残压特性，保护断路器中转移支路等其他回路。另外一方面，由于柔直电网的电压等级高，传输容量大，同时其运行和控制保护方式多样。例如，在某工程中，混合式高压直流断路器mov的吸收能量高达150mj，同时mov的吸收能量时间较长，高达50ms。因此，混合式高压直流断路器mov应用工况与柔直电网紧密相连，mov的可靠性将直接影响柔直电网的可靠性。因此，需要相应的耗能支路故障检测方法来保证混合式高压直流断路器的运行可靠性。

3、但是，目前耗能支路检测方法主要依赖于mov分支支路和主支路之间的差动电流来进行检测，而这个差动电流很容易受到信号同步性影响，并且阈值整定困难。因此，需要提出新的耗能支路故障检测方法来保证混合式高压直流断路器耗能支路的运行可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本技术实施例提供一种混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。

2、一方面，本技术提出一种混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法，包括：

3、获取混合式高压直流断路器第m个耗能支路上半支路/下半支路的电流，其中，m为正整数；

4、对所述电流依次进行归一化和一阶差分计算，得到分析电流；

5、利用经验傅里叶分解对所述分析电流进行分解，得到故障特征分量；

6、根据所述故障特征分量，确定突变峰值；

7、根据所述突变峰值确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态。

8、在一些实施例中，所述对所述电流依次进行归一化和一阶差分计算，得到分析电流包括：

9、以所述耗能支路启动后电流达到最大峰值的时间为时间起点，按照时间顺序根据预设的时间间隔依次对在所述时间起点之后的所述电流进行分段，直至所述电流第一次小于预设的电流阈值，则停止进行分段，得到k个分段电流，其中，k为正整数；

10、根据所述k个分段电流，对每个所述分段电流进行归一化处理，得到每个所述分段电流对应的归一化电流；

11、对每个所述归一化电流进行一阶差分运算，得到每个所述归一化电流对应的分析电流。

12、在一些实施例中，所述利用经验傅里叶分解对所述分析电流进行分解，得到故障特征分量包括：

13、利用经验傅里叶分解对每个所述分析电流进行分解，得到该分析电流不同的时频分量；

14、对于每个所述分析电流，在该分析电流的时频分量中选取最高的时频分量作为该分析电流对应的故障特征分量。

15、在一些实施例中，所述根据所述故障特征分量，确定突变峰值包括：

16、对于每个所述分析电流的故障特征分量，对所述故障特征分量进行一阶差分运算后与预设系数相乘，得到该分析电流对应的突变峰值。

17、在一些实施例中，所述根据所述突变峰值确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态包括：

18、根据分段电流的采集时间由先到后的顺序，依次根据每个分段电流所对应的采集电流对应的突变峰值判断所述混合式高压直流断路器耗能支路是否故障，直至确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态则停止判断。

19、在一些实施例中，所述根据分段电流的采集时间由先到后的顺序，依次根据每个分段电流所对应的采集电流对应的突变峰值判断所述混合式高压直流断路器耗能支路是否故障，直至确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态则停止判断包括：

20、判断采集时间排在第一位的分段电流所对应的分析电流对应的突变峰值是否大于检测阈值；

21、若所述突变峰值大于所述检测阈值，则确定所述混合式高压直流断路器耗能支路故障，并停止故障判断。

22、在一些实施例中，所述方法还包括：

23、若所述突变峰值小于或等于所述检测阈值，则判断采集时间排在最后一位的分段电流是否小于所述预设的电流阈值；

24、若该分段电流小于所述预设的电流阈值，则确定所述混合式高压直流断路器耗能支路未发生故障，并停止故障判断。

25、另一方面，本技术提出一种混合式高压直流断路器耗能支路故障检测装置，包括：

26、获取模块，用于获取混合式高压直流断路器第m个耗能支路上半支路/下半支路的电流，其中，m为正整数；

27、计算模块，用于对所述电流依次进行归一化和一阶差分计算，得到分析电流；

28、分解模块，用于利用经验傅里叶分解对所述分析电流进行分解，得到故障特征分量；

29、第一确定模块，用于根据所述故障特征分量，确定突变峰值；

30、第二确定模块，用于根据所述突变峰值确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态。

31、在一些实施例中，所述计算模块具体用于：

32、以所述耗能支路启动后电流达到最大峰值的时间为时间起点，按照时间顺序根据预设的时间间隔依次对在所述时间起点之后的所述电流进行分段，直至所述电流第一次小于预设的电流阈值，则停止进行分段，得到k个分段电流，其中，k为正整数；

33、根据所述k个分段电流，对每个所述分段电流进行归一化处理，得到每个所述分段电流对应的归一化电流；

34、对每个所述归一化电流进行一阶差分运算，得到每个所述归一化电流对应的分析电流。

35、在一些实施例中，所述分解模块具体用于：

36、利用经验傅里叶分解对每个所述分析电流进行分解，得到该分析电流不同的时频分量；

37、对于每个所述分析电流，在该分析电流的时频分量中选取最高的时频分量作为该分析电流对应的故障特征分量。

38、在一些实施例中，所述第一确定模块具体用于：

39、对于每个所述分析电流的故障特征分量，对所述故障特征分量进行一阶差分运算后与预设系数相乘，得到该分析电流对应的突变峰值。

40、在一些实施例中，所述第二确定模块具体用于：

41、根据分段电流的采集时间由先到后的顺序，依次根据每个分段电流所对应的采集电流对应的突变峰值判断所述混合式高压直流断路器耗能支路是否故障，直至确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态则停止判断。

42、在一些实施例中，所述第二确定模块具体用于：

43、判断采集时间排在第一位的分段电流所对应的分析电流对应的突变峰值是否大于检测阈值；

44、若所述突变峰值大于所述检测阈值，则确定所述混合式高压直流断路器耗能支路故障，并停止故障判断。

45、在一些实施例中，所述第二确定模块还用于：

46、若所述突变峰值小于或等于所述检测阈值，则判断采集时间排在最后一位的分段电流是否小于所述预设的电流阈值；

47、若该分段电流小于所述预设的电流阈值，则确定所述混合式高压直流断路器耗能支路未发生故障，并停止故障判断。

48、本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法的步骤。

49、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法的步骤。

50、本技术实施例提供的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法及装置，通过获取混合式高压直流断路器第m个耗能支路的电流，其中，m为正整数；对所述电流依次进行归一化和一阶差分计算，得到分析电流；利用经验傅里叶分解对所述分析电流进行分解，得到故障特征分量；根据所述故障特征分量，确定突变峰值；根据所述突变峰值确定所述混合式高压直流断路器耗能支路的故障状态。这样，使得混合式高压直流断路器耗能支路的故障检测更加准确。