数学形态学用于高压直流输电线路行波保护的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第5期继电器Vo1．34No．52006年3月1日RELYMar．1，20065数学形态学用于高压直流输电线路行波保护的探讨李学鹏，全玉生，黄徐，马彦伟，杨俊伟(1．华北电力大学，北京102206；2．中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州贵阳562400)摘要：首先分析了高压直流输电线路行波传播特点及行波保护中的两个关键问题即行波滤波和波头捕获。继而详细介绍了数学形态学滤波技术和形态学梯度技术，并把它们成功地应用于直流输电线路暂态行波滤波和故障行波波头的捕获．仿真结果表明，形态滤波技术对于行波

2、信号中的白噪声尤其是对于正负相间的脉冲噪声有很好的滤波能力；经形态学梯度变换后的暂态故障行波中的突变分量易于检测，这种基于数学形态学的行波保护方法在高压直流线路行波保护中具有良好的应用前景。关键词：HVDC；行波保护；数学形态学；输电线路中图分类号：TM773文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)05-0005-05特征或基本结构。不同的数学形态变换具有不同的0引言性能，选择合适的形态变换可以具有消噪，提取信号直流输电具有传输功率大、线路造价低、控制性突变量等功能。相对傅里叶和小波变换等积分运算能好等优点，在远距离、大功率输电中占有越来

3、越重而言，数学形态学是一种非线性的分析方法，其对信要的地位，世界发达国家都把其作为大容量、远距离号特征的提取完全是在时域中进行，而是把信号送电和异步联网的主要手段。近年来直流输电在我变换到频域空间处理，因此处理后的信号不存在相国也发挥着越来越重要的作用，我国自建成±500位移和幅度衰减等问题，且其主要是加减运算和kV葛上直流工程和天广直流工程后，随着三峡工程取极值运算，不涉及乘除运算，与传统的处理方法相的完成，为配合三峡电力外送又分别建成了三常和比实时性好、速度快、时延小。因此数学形态学的出江城直流输电工程。直流输电工程输送容量较大，现为基于暂态信号的

4、行波保护提供了新的分析手线路一旦发生故障若不及时采取措施，势必威胁到段，为行波保护开辟了新的方向。整个系统的安全运行，因此要求直流线路发生故障本文首先介绍r数学形态学的基本概念，在此后，保护必须在几毫秒内快速可靠动作，而一般的工基础上，引出两种新的信号波形形态处理技术，并分频保护由于动作延迟较大，很难满足直流输电线路别应用于行波信号的消噪和行波信号突变点的提保护的要求，因此如何提高直流输电线路运行的安取。文中的信号数据均来自于电力系统暂态仿真软全性和可靠性已成为迫切需要解决的问题。输电线件PSCAD／EMTDC建立的一个舣桥12脉动直流系路发生故障时会

5、产生向两侧以接近光速传播的电统，系统参数参考了天广直流输电中直流系统的相压、电流行波，而行波信号中存在丰富的故障信息，关参数。其中仿真线路采用移频线路模型，线路全有效地提取这些故障信息可以构成超高速的行波保长480km，采样率为100kHz，算例中取故障前后护，以满足直流输电线路保护的要求，因此行波保护700个数据点进行形体运算。以其高速性在国际上一直作为直流输电线路的主保1直流线路行波特点及其保护关键技术护。但是目前从统计资料来看，直流输电线路故障仍然是造成系统停运的主要原因之一¨，因此有必1．1直流线路故障行波特征要对直流输电的主保护——行波保护的

6、性能和原理直流输电线路由于其结构简单，几乎没有分支，做更进一步的分析与研究。因此故障行波的传播与交流线路有所不同。直流输数学形态学(Mathematicalmorphology)是以集电线路发生故障后，其故障行波传播除了具有行波合论和积分几何学为基础发展起来的一门对物体形的一般特点外还有其自身的特点，主要表现在以下态处理的学科，其主要内容是设计一整套的变换几个方面：(运算)、概念和算法，用以描述图像(信号)的局部①赢流系统发生故障时，一方面，可以利用桥阀维普资讯http://www.cqvip.com6继电器控制极的控制来快速地限制和消除故障电流；另一

7、号由于其突变性，和暂态行波信号的突变特征很相方面，由于定电流调节器的作用，故障电流与交流线似，必须可靠滤除，否则很可能和行波信号的突变点路相比要小的多。因此，对直流线路故障的检测，不相混淆，使保护装置做出错误的保护决策。直流输能依靠故障电流大小来判别，而需要通过电流或电电的特点决定_『在换流站两侧必然存在大量的特征压的暂态分量来识别。的非特征谐波，当谐波达到一定程度也会造成直流行波保护正是应用了故障后线路传播的行波作线路保护误动。因此寻求一种好的滤波器是直流线为保护信息，这既避免了工频保护易受电流和电压路行波保护的关键。调节器的影响，又可利用行波的快速

8、性构成极快速2)行波波头的捕获保护。正是基于这一原因，高压直流线路在全世界行波是一种突变信号，