本技术涉及数据处理，特别地涉及一种考虑风电特性的暂态主频故障判断方法及系统。
背景技术：
1、当前，风力发电是加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系以及持续推进碳减排发展战略的重要组成之一，而风电功率的波动特性和随机特性给电网的安全稳定运行带来了巨大的冲击和影响。为保障整个电力系统的安全稳定运行，就需要更加准确和可靠的暂态量故障判别继电保护。
2、在暂态量故障判别继电保护中，主频频率的计算是至关重要的一个步骤，将会影响到测距的精确度与保护的可靠性。现有技术采用波过程推导的自然频率以及利用线路传输线方程计算得到的主频结果，均只适用于均匀传输线路，并不适用于风电特性下的故障判断。
技术实现思路
1、针对上述问题，本技术提供一种考虑风电特性的暂态主频故障判断方法及系统，解决了相关技术中由于采用波过程推导的自然频率以及利用线路传输线方程计算得到的主频结果，均只适用于均匀传输线路，并不适用于风电特性下的故障判断的技术问题。
2、第一方面，本技术提供了一种考虑风电特性的暂态主频故障判断方法，所述方法包括：
3、对三相故障时的故障传输线路进行集总等效电路表示处理，得到包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值；
4、根据所述包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，通过状态变量在拉普拉斯域中的表达式计算得到故障电流的所有极点；
5、确认所述故障电流的所有极点中频率最低的振荡共轭极点对应的频率为暂态主频；
6、通过频率约束条件式进行计算可分析频率上限f；其中，∏型电路个数n=k，波速度v=3*108m/s，l为故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度之和；
7、判断所述暂态主频是否小于所述可分析频率上限，若是，则该暂态主频为有效结果；
8、根据所述暂态主频，查找预先获取的暂态主频和故障线路长度的对应关系，得到故障测距结果。
9、在一些实施例中，所述k为正整数。
10、在一些实施例中，所述所有极点中同时包括极点对应的留数。
11、在一些实施例中，所述根据所述包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，通过状态变量在拉普拉斯域中的表达式计算得到故障电流的所有极点，包括：
12、根据所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，建立状态空间式：
13、
14、式中，mo线路表示故障传输线路集总等效电路中非故障传输线路段，of线路表示故障传输线路集总等效电路中与非故障传输线路段相邻的故障传输线路段，mo线路和of线路通过o点连接，f为故障点，uf为故障点电压，rm表示m点系统电阻，rmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电阻，rof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电阻，lm表示m点系统电感，lmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电感，lof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电感，cmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电容，cof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电容，m为mo线路包含的∏型电路个数，n=n1+n2，n1为of线路中包含的∏型电路个数，n2为故障传输线路集总等效电路中与故障传输线路段of相邻的故障传输线路段fn线路包含的∏型电路个数，n为on线路中包含的∏型电路个数，cbm表示m点的母线对地电容，on线路为包括故障传输线路段of和故障传输线路段fn线路段的故障传输线路段，cbo表示o点的母线对地电容，im+2表示故障传输线路集总等效电路中m+2位置的电流，im+n+1表示故障传输线路集总等效电路中m+n+1位置的电流，um+1表示故障传输线路集总等效电路中m+1位置的电压；
15、根据故障电流表达式，构建输出矩阵；
16、根据状态变量在拉普拉斯域中的表达式：
17、，求取故障电流ir2在拉普拉斯域中的多阶表达式；其中a为所述状态空间式中的状态矩阵，b为所述状态空间式中的输入矩阵，分别与状态空间表达式中对应所述状态空间式的位置得到， u0为电压幅值，ω0为工频角速度，θ为故障初相角，s为拉普拉斯域的复变量，i为ir2；
18、对所述多阶表达式进行因式分解，求得故障电流ir2的所有极点。
19、在一些实施例中，所述暂态主频和故障线路长度的对应关系的获取过程，包括：
20、通过系统建模仿真的方式得到暂态主频和故障线路长度的对应关系。
21、第二方面，一种考虑风电特性的暂态主频故障判断系统，所述系统包括：
22、处理单元，用于对三相故障时的故障传输线路进行集总等效电路表示处理，得到包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值；
23、第一计算单元，用于根据所述包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，通过状态变量在拉普拉斯域中的表达式计算得到故障电流的所有极点；
24、确认单元，用于确认所述故障电流的所有极点中频率最低的振荡共轭极点对应的频率为暂态主频；
25、第二计算单元，用于通过频率约束条件式进行计算可分析频率上限f；其中，∏型电路个数n=k，波速度v=3*108m/s，l为故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度之和；
26、判断单元，用于判断所述暂态主频是否小于所述可分析频率上限，若是，则该暂态主频为有效结果；
27、查找单元，用于根据所述暂态主频，查找预先获取的暂态主频和故障线路长度的对应关系，得到故障测距结果。
28、在一些实施例中，所述k为正整数。
29、在一些实施例中，所述所有极点中同时包括极点对应的留数。
30、在一些实施例中，所述第一计算单元，包括：
31、根据所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，建立状态空间式：
32、
33、式中，mo线路表示故障传输线路集总等效电路中非故障传输线路段，of线路表示故障传输线路集总等效电路中与非故障传输线路段相邻的故障传输线路段，mo线路和of线路通过o点连接，f为故障点，uf为故障点电压，rm表示m点系统电阻，rmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电阻，rof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电阻，lm表示m点系统电感，lmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电感，lof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电感，cmo表示mo传输线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电容，cof表示of线路段等效为多个∏型电路后单个∏型电路的电容，m为mo线路包含的∏型电路个数，n=n1+n2，n1为of线路中包含的∏型电路个数，n2为故障传输线路集总等效电路中与故障传输线路段of相邻的故障传输线路段fn线路包含的∏型电路个数，n为on线路中包含的∏型电路个数，cbm表示m点的母线对地电容，on线路为包括故障传输线路段of和故障传输线路段fn线路段的故障传输线路段，cbo表示o点的母线对地电容，im+2表示故障传输线路集总等效电路中m+2位置的电流，im+n+1表示故障传输线路集总等效电路中m+n+1位置的电流，um+1表示故障传输线路集总等效电路中m+1位置的电压；
34、根据故障电流表达式，构建输出矩阵；
35、根据状态变量在拉普拉斯域中的表达式：
36、，求取故障电流ir2在拉普拉斯域中的多阶表达式；其中a为所述状态空间式中的状态矩阵，b为所述状态空间式中的输入矩阵，分别与状态空间表达式中对应所述状态空间式的位置得到， u0为电压幅值，ω0为工频角速度，θ为故障初相角，s为拉普拉斯域的复变量，i为ir2；
37、对所述多阶表达式进行因式分解，求得故障电流ir2的所有极点。
38、在一些实施例中，所述系统还包括：
39、获取单元，用于通过系统建模仿真的方式得到暂态主频和故障线路长度的对应关系。
40、本技术提供的一种考虑风电特性的暂态主频故障判断方法及系统，包括：对三相故障时的故障传输线路进行集总等效电路表示处理，得到包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值；根据所述包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，通过状态变量在拉普拉斯域中的表达式计算得到故障电流的所有极点；确认所述故障电流的所有极点中频率最低的振荡共轭极点对应的频率为暂态主频；通过频率约束条件式进行计算可分析频率上限f；其中，∏型电路个数n=k，波速度v=3*108m/s，l为故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度之和；判断所述暂态主频是否小于所述可分析频率上限，若是，则该暂态主频为有效结果；根据暂态主频，查找预先获取的暂态主频和故障线路长度的对应关系，得到故障测距结果。本技术的方法适用于风电特性下的不均匀传输线路的故障测距，相比于现有的方法更准确和可靠。
1.一种考虑风电特性的暂态主频故障判断方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述k为正整数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所有极点中同时包括极点对应的留数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述包含k个∏型电路的故障传输线路集总等效电路中各传输线路段的长度，以及所述故障传输线路集总等效电路中各个元器件的等效数值，通过状态变量在拉普拉斯域中的表达式计算得到故障电流的所有极点，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述暂态主频和故障线路长度的对应关系的获取过程，包括：
6.一种考虑风电特性的暂态主频故障判断系统，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述k为正整数。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述所有极点中同时包括极点对应的留数。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一计算单元，包括：
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
