【摘 要】
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柔性换流技术的持续发展,有力促进了直流配电网的进一步应用及发展,柔性直流配电系统已成为能源互联网发展的主流趋势之一。柔性直流电网的发展尚面临若干关键技术问题亟待解决,尤其是作为柔性直流配电网的单极高阻接地故障（High Impedance Fault,HIF）检测问题,目前仍是一个尚未解决的关键问题。为此,本文提出新的HIF检测方法,主要内容如下:（1）首先,对柔性直流配电网的故障检测及识别的研究
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（61703144）
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柔性换流技术的持续发展,有力促进了直流配电网的进一步应用及发展,柔性直流配电系统已成为能源互联网发展的主流趋势之一。柔性直流电网的发展尚面临若干关键技术问题亟待解决,尤其是作为柔性直流配电网的单极高阻接地故障（High Impedance Fault,HIF）检测问题,目前仍是一个尚未解决的关键问题。为此,本文提出新的HIF检测方法,主要内容如下:（1）首先,对柔性直流配电网的故障检测及识别的研究现状进行了综述,讨论了现有高阻接地故障检测仍存在的技术难点;接着,基于柔性直流配电网基本拓扑及结构的讨论,对该系统的不同故障下的特点进行了分析。（2）针对柔性直流配电网高阻接地故障暂态特征不明显的问题,为此,提出一种基于改进互补集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMDAN）的直流配电网高阻接地故障检测方法。首先,对暂态零模电流采用CEEMDAN算法提取出特征模态IMF1分量,进而对IMF1进行一阶差分运算,获得突变奇异点,通过在奇异点附近计算累积斜率和,进而通过斜率和值与启动阈值的比较,区分故障状态与正常状态;接着,采用Prony算法对IMF1分量进行参数辨识,获得IMF1分量中的特征频率分量（Characteristic Frequency Component,CFC）与DC分量,再计算CFC与DC的能量比,通过能量比数值的不同取值区分为进一步区分小阻抗接地故障、中阻接地故障、HIF、负荷投切状态等状态。仿真测试验证了本文算法的有效性。（3）提出基于变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）和Teager-Kaiser能量算子（Teager–Kaiser energy operators,TKEOs）的柔性直流配电网高阻接地故障检测方法。首先,对瞬态零序电流进行VMD,得到固有模态函数,选择峰态值最大的IMF作为特征IMF。其次,计算特征IMF得到TKEOs并划分TKEOs波形的子区间以计算时间熵值。最后,构建HIF检测准则如。仿真测试表明,该方法准确稳定。
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