樣率 為 IOkHz。
[0031] (1)根據(jù)說明書中的步驟一至步驟三構(gòu)建極線故障電流主成分聚類分析空間；
[0032] (2)根據(jù)說明書中的步驟四將故障樣本投入主成分聚類空間中，得到其在PCl坐 標(biāo)和PC2坐標(biāo)軸上的投影值（q' 1，q' 2);
[0033] (3)根據(jù)說明書中的步驟五對(duì)故障樣本求取投影值極線故障數(shù)據(jù)在PCl和PC2坐 標(biāo)的投影值（q'l，q'2)與故障電流曲線簇聚類中心之間的距離dl = 0. 6877、d2 = 7. 5967、 d3 = 5. 2963,如圖 2、3 所示；
[0034] (4)根據(jù)說明書中的步驟六計(jì)算所得距離中的最小值dmin = dl = 0? 6877,則判 為發(fā)生正向故障。
[0035] 實(shí)施例2 :±800kV直流輸電線路的仿真系統(tǒng)圖及故障分量網(wǎng)絡(luò)圖分別如圖1所 示。其線路參數(shù)如下：線路全長1500km，整流側(cè)接地極線路全長109km，逆變側(cè)接地極線路 全長80km。故障位置：正極線路故障，距整流側(cè)出口 950km處發(fā)生故障。接地阻抗10 Q，采 樣率為IOkHz。
[0036] (1)根據(jù)說明書中的步驟一至步驟三構(gòu)建極線故障電流主成分聚類分析空間；
[0037] (2)根據(jù)說明書中的步驟四將故障樣本投入主成分聚類空間中，得到其在PCl坐 標(biāo)和PC2坐標(biāo)軸上的投影值（q' 1，q' 2);
[0038] (3)根據(jù)說明書中的步驟五對(duì)故障樣本求取投影值極線故障數(shù)據(jù)在PCl和PC2坐 標(biāo)的投影值（q'l，q'2)與故障電流曲線簇聚類中心之間的距離dl = 6. 2867、d2 = 1.0717、 d3 = L 1871，如圖 2、3 所示；
[0039] (4)根據(jù)說明書中的步驟六計(jì)算所得距離中的最小值dmin = d2 = 1. 0717,則判 為發(fā)生反向故障。
[0040] 實(shí)施例3 :±800kV直流輸電線路的仿真系統(tǒng)圖及故障分量網(wǎng)絡(luò)圖分別如圖1所 示。其線路參數(shù)如下：線路全長1500km，整流側(cè)接地極線路全長109km，逆變側(cè)接地極線路 全長80km。故障位置：正極線路故障，距逆變側(cè)交流系統(tǒng)側(cè)A相接地故障。接地阻抗IOQ， 米樣率為IOkHz。
[0041] (1)根據(jù)說明書中的步驟一至步驟三構(gòu)建極線故障電流主成分聚類分析空間；
[0042] (2)根據(jù)說明書中的步驟四將故障樣本投入主成分聚類空間中，得到其在PCl坐 標(biāo)和PC2坐標(biāo)軸上的投影值（q' 1，q' 2);
[0043] (3)根據(jù)說明書中的步驟五對(duì)故障樣本求取投影值極線故障數(shù)據(jù)在PCl和PC2坐 標(biāo)的投影值（q' 1，q'2)與故障電流曲線簇聚類中心之間的距離dl = 6. 8928、d2 = 0. 4296、 d3 = 0? 0805,如圖 2、3 所示；
[0044] (4)根據(jù)說明書中的步驟六計(jì)算所得距離中的最小值dmin = d3 = 0? 0805,則判 為發(fā)生正向區(qū)外故障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用極線故障電流曲線簇主成分分析的特高壓直流線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，由電 磁暫態(tài)仿真分別獲得線路全長內(nèi)的故障、正向區(qū)外故障（包括逆變側(cè)出口故障以及逆變側(cè) 交流母線故障）和反向故障（包括整流側(cè)出口故障以及整流側(cè)交流母線故障）下量測(cè)端極 線電流曲線簇，選取故障前2個(gè)采樣點(diǎn)、故障后8個(gè)采樣點(diǎn)作樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA聚類分析， 分別形成"線路故障"、"逆變側(cè)故障"和"整流側(cè)故障"聚類中心；當(dāng)直流線路發(fā)生故障時(shí)， 利用極線故障數(shù)據(jù)在PCJP PC2坐標(biāo)的投影值（q' pq' 2)與三類故障電流曲線簇聚類中心 之間的距離山、d2、d3來判別故障方向；對(duì)于正極線路，當(dāng)d _= d d 2，則判為正向故障； 當(dāng)dmin= d3，則判為反向故障。2. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用極線故障電流曲線簇主成分分析的特高壓直流線路 的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于具體步驟如下： 第一步、在直流輸電線路中，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)形成歷史樣本：在正向線路故障情況下，沿 輸電線路MN設(shè)置300個(gè)的正向線路金屬性接地故障，6個(gè)正向區(qū)外故障（包括逆變側(cè)出口 故障和逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障），以及6個(gè)反向故障（包括整流側(cè)出口故障以及整流側(cè)交流母 線故障）； 第二步、將仿真獲得的312條故障電流仿真樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即選取每條樣 本數(shù)據(jù)中故障行波到達(dá)量測(cè)端前2個(gè)采樣點(diǎn)和故障行波到達(dá)量測(cè)端后8個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn) 行歸一化處理； 第三步、對(duì)上述歸一化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，構(gòu)建由第一主成分PCJP第二主 成分PC2S軸形成的主成分聚類空間； 第四步、當(dāng)直流線路發(fā)生故障時(shí)，得量測(cè)端所獲得的故障行波到達(dá)前2個(gè)采樣點(diǎn)和后 8個(gè)采樣點(diǎn)的極線電流數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)歸一化處理，將該故障樣本投入相對(duì)應(yīng)的主成分聚類 空間中，得到其在PC1坐標(biāo)和PC2坐標(biāo)軸上的投影值（q' 1>q'2); 第五步、利用歐氏距離，求取投影值極線故障數(shù)據(jù)在PCJP PC2坐標(biāo)的投影值（q' uq%) 與故障電流曲線簇聚類中心之間的距離山、d2、d3，其中山、d2、d 3分別表示測(cè)試數(shù)據(jù)在PCA 投影值（q' i，q' 2)與線路故障、反向故障和正向區(qū)外故障下故障電流曲線簇聚類中心之間 的距離，歐式距離計(jì)算式為：式⑴中η表示所采用主成分投影值的個(gè)數(shù)，這里η = 2,即qdP q 2, N,為兩種故障情 況聚類點(diǎn)簇的中心； 第六步、利用計(jì)算所得距離中的最小值，構(gòu)造方向元件判別式并進(jìn)行故障方向判別，判 別式為： (Inin=(Urd3) (2) 即在正極線路下， 若dmin=七或d2,則判為正向故障 （3) 若dmin= d3，則判為反向故障 （4)。3. 根據(jù)權(quán)利要求書2所述的利用極線故障電流曲線簇主成分分析的特高壓直流線路 的縱聯(lián)保護(hù)方法，其特征在于：所述采樣率為10kHz，數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，時(shí)窗為故障前0. 3ms和 故障后0. 7msD
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用極線故障電流曲線簇主成分分析的特高壓直流線路的縱聯(lián)保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。由電磁暫態(tài)仿真分別獲得線路全長內(nèi)的故障、正向區(qū)外故障和反向故障下量測(cè)端極線電流曲線簇，選取故障前2個(gè)采樣點(diǎn)、故障后8個(gè)采樣點(diǎn)作樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA聚類分析。分別形成“線路故障”、“逆變側(cè)故障”和“整流側(cè)故障”聚類中心，利用極線故障數(shù)據(jù)在PC1和PC2坐標(biāo)的投影值(q’1,q’2)與三類故障電流曲線簇聚類中心之間的距離d1、d2、d3來判別故障方向。對(duì)于正極線路，當(dāng)dmin＝d1或d2，則判為正向故障；當(dāng)dmin＝d3，則判為反向故障。本發(fā)明保護(hù)判據(jù)采用求取歐式距離最小值的方法構(gòu)建，準(zhǔn)確可靠，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】H02H7/26, G01R31/08
【公開號(hào)】CN105162094
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510606512
【發(fā)明人】束洪春, 呂蕾, 田鑫萃
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日