模块化多电平UPFC线路故障定位方法：提高精度与系统设计

本发明主要涉及电力系统通信线路故障定位技术，尤其是针对一种基于模块化多电平换流器（MMC）的统一潮流控制器（UPFC）接入线路的故障定位方法及系统。UPFC作为一种先进的FACTS设备，能够灵活控制线路潮流，并提供动态无功支持，有助于增强电力系统的稳定性。然而，现有的故障定位方法，如波形分析或故障分析法，往往受到过渡电阻的影响，导致定位精度不高。 发明的核心目标是设计一种能有效提升故障定位精度的UPFC接入线路故障定位系统。该系统特别适用于连接MMC-UPFC的输电线路。其工作原理如下： 当UPFC接入线路发生短路故障时，首先，UPFC会自动隔离故障线路，以确保系统的安全。然后，采用最近电平调制方式，UPFC会向线路注入三相交流电压，以便获取在任意两个采样时刻每相的电压和电流数据。这些数据被用于构造故障定位方程，通过联立方程式计算故障发生的具体位置，即输电线路首端到故障点的距离。 为了实现这个过程，系统依赖于对给定的交流输出电压参考值的精确控制。通过公式，确定每个时刻每相上桥臂和下桥臂子模块的投入数量，确保电压的稳定注入。这里，子模块的投入个数与输出电压的瞬时值密切相关，n_k表示第k相的子模块总数，u_k则是该相的参考电压值。 本发明通过改进的故障定位策略和MMC-UPFC的特性，有效地克服了传统方法的局限性，提高了线路故障定位的准确性，对于保障电力系统的高效运行和快速恢复具有重要意义。这种创新的方法不仅提升了电力系统的稳定性和可靠性，也为未来高压大容量输电系统的故障管理提供了新的解决方案。