一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，各變電站測(cè)量單元通過(guò)對(duì)接收到的故障初始波頭進(jìn)行相模變換解耦得到零模和線模分量，結(jié)合訓(xùn)練過(guò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求得零模波速，針對(duì)零模和線模分量到達(dá)同一測(cè)量單元的時(shí)間不同初步估算故障距離。行波定位主站綜合每個(gè)測(cè)量單元估算的故障距離，確立疑似故障線路集合，結(jié)合實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和故障行波特征定位故障線路。選取距離故障線路最近的未故障線路，計(jì)算實(shí)時(shí)的線模波速；進(jìn)一步根據(jù)雙端或擴(kuò)展雙端測(cè)距法，精確計(jì)算故障點(diǎn)距離。本發(fā)明一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，使用多點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障測(cè)距，有效避免單個(gè)裝置故障導(dǎo)致測(cè)距失敗的情況，提高定位精度和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，屬于電力系統(tǒng)故障排查領(lǐng) 域，具體涉及電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擾動(dòng)后，利用區(qū)域多測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行故障選線和測(cè)距。
【背景技術(shù)】
[0002] 1:行波故障測(cè)距因其快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)得到快速發(fā)展，電網(wǎng)中行波定位裝置的應(yīng) 用迅速增加，使其具備了一定的組網(wǎng)條件，能夠通過(guò)整合全網(wǎng)行波和繼電保護(hù)動(dòng)作信息，改 善現(xiàn)有故障定位方法的可靠性和精度。
[0003] 2:在復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)中，行波折反射的傳輸路徑復(fù)雜，單端行波法難以保證準(zhǔn)確的 波頭識(shí)別，但單端法無(wú)需對(duì)時(shí)，測(cè)距成本比雙端法降低一半以上。雙端法只檢測(cè)初始波頭， 測(cè)距準(zhǔn)確性更高。但線路兩端互感器固定時(shí)延不一致，或單個(gè)測(cè)距裝置故障等因素會(huì)造成 測(cè)距誤差。另外實(shí)時(shí)波速的不確定也是行波法需要解決的問(wèn)題。通過(guò)整合多端行波信息，將 單端法和雙端法配合使用，可提高測(cè)距結(jié)果的品質(zhì)，并降低系統(tǒng)投資成本。
[0004] 3:測(cè)量單元為準(zhǔn)確記錄故障行波數(shù)據(jù)，其靈敏度通常比繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏度更 高，實(shí)際電網(wǎng)中絕緣薄弱點(diǎn)發(fā)生擾動(dòng)，保護(hù)可能并不動(dòng)作，同時(shí)考慮保護(hù)誤動(dòng)的可能性，行 波故障定位時(shí)，若僅依靠保護(hù)動(dòng)作信息判斷擾動(dòng)線路，可能導(dǎo)致測(cè)距失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服現(xiàn)有的行波故障定位方法的不足，本發(fā)明提供一種基于多測(cè)量信息的行波 故障定位方法。定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過(guò)預(yù)先的優(yōu)化配置，選取電網(wǎng)中部分變電站安 裝行波測(cè)量單元，并由衛(wèi)星授時(shí)保持測(cè)量單元的時(shí)間同步，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)，測(cè)距主站接收各測(cè) 量單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步定位故障線路和故障位置。該方法使用多點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障測(cè)距，有效 避免單個(gè)裝置故障導(dǎo)致測(cè)距失敗的情況，提高定位精度和可靠性。利用行波數(shù)據(jù)進(jìn)行故障 選線和測(cè)距，防止保護(hù)誤動(dòng)等因素造成故障定位失敗。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 首先定義臨接數(shù)：電網(wǎng)中某變電站通過(guò)輸電線路直接相連接的變電站個(gè)數(shù)，稱(chēng)為 該變電站的臨接數(shù)。如圖2所示，與S0直接相連的有S1、S2、…、Si，則S0的臨接數(shù)為i，與S1直 接相連的只有S0，則S1的臨接數(shù)為1.含有臨接數(shù)為1的站點(diǎn)所在線路稱(chēng)為終端線路，如圖2 中（S0-S1)、（S0-S2)等。
[0008] -種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其步驟依次為：
[0009] 1 )、電網(wǎng)中的行波測(cè)量單元預(yù)先經(jīng)過(guò)優(yōu)化配置，行波定位主站收集所有測(cè)量單元 采集的行波數(shù)據(jù)，選取部分測(cè)量單元的數(shù)據(jù)作為故障定位的信息域，即故障測(cè)距的數(shù)據(jù)源； [0010] 2)、對(duì)行波數(shù)據(jù)進(jìn)行相模變換解耦得到零模和線模分量，經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求 得零模波速，根據(jù)零模和線模分量到達(dá)同一檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差初步估算故障距離；
[0011] 3)、設(shè)信息域內(nèi)有i個(gè)行波測(cè)量單元，則共初步估算出i個(gè)故障距離，測(cè)距主站根據(jù) 所有估算的故障距離和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定位故障線路，并剔除無(wú)效的時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0012] 4)、選取距離故障線路最近的未故障線路上的測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)初始波頭到達(dá)兩個(gè) 測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，結(jié)合線路長(zhǎng)度，計(jì)算實(shí)時(shí)的線模波速，用于精確的故障測(cè)距計(jì)算；
[0013] 5)、確認(rèn)故障線路后，對(duì)于終端線路，即線路的一端不再與其他線路相連，采用單 端法進(jìn)行故障位置計(jì)算，對(duì)于一般線路，根據(jù)多端數(shù)據(jù)計(jì)算故障位置。
[0014] 步驟2)所述的測(cè)距主站定位故障線路的方法具體為：假設(shè)信息域內(nèi)變電站S1、 S2、~、Si安裝了行波定位裝置，其中變電站Sj根據(jù)模量速度差法初步估算故障距離為xj， 結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，到變電站Sj的距離為xj的所有點(diǎn)所在的線路組成集合Cj;同理，所有配 置了測(cè)量單元的數(shù)據(jù)都可以計(jì)算得到一個(gè)集合，分別設(shè)為C1、C2、…、Ci，組成新的集合:C = C1+C2+…+Ci。集合C是疑似故障線路的集合，統(tǒng)計(jì)集合C中元素出現(xiàn)的次數(shù)n，n最大的元素 對(duì)應(yīng)的線路即為故障線路。
[0015] 步驟3)剔除無(wú)效數(shù)據(jù)的方法具體為：在判斷出故障線路后，檢查集合C1、C2、…、 Ci，若某集合不包含故障線路，則認(rèn)為該集合對(duì)應(yīng)的測(cè)量單元的行波數(shù)據(jù)無(wú)效。
[0016] 步驟5)精確的故障位置計(jì)算具體步驟為:對(duì)于一般線路，按故障線路兩側(cè)將有效 時(shí)間分為兩組，分別從每組中選取一個(gè)初始線模波頭到達(dá)時(shí)間，以雙端法原理計(jì)算故障距 離，并以經(jīng)過(guò)故障線路的最短路徑長(zhǎng)度(設(shè)為L(zhǎng)千米）的倒數(shù)（1/L)作為該故障距離的權(quán)重， 最后對(duì)所有計(jì)算距離進(jìn)行加權(quán)求和，得到最終的精確故障位置。對(duì)于終端線路，根據(jù)模量速 度差法估算的故障距離，結(jié)合波速，計(jì)算出故障點(diǎn)反射波傳播的時(shí)間長(zhǎng)度，在故障線路鄰近 的測(cè)量單元記錄的波形上特定的區(qū)域內(nèi)，查找故障點(diǎn)的反射波，再利用初始波頭和反射波 的時(shí)間差精確計(jì)算故障位置。
[0017] 所述的雙端法具體為:設(shè)故障線路麗的長(zhǎng)度為L(zhǎng)MN，v〖是根據(jù)故障線路鄰近的未故 障線路計(jì)算的線模波速，初始線模波頭到達(dá)Μ端和N端的時(shí)間分別為t M、tN，則故障點(diǎn)F到Μ端 的距尚為_(kāi)=紅知)vl. + 1響]。
[0018] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，有益 效果在于：
[0019] 1:本方法不要求電網(wǎng)中所有變電站都安裝行波定位裝置，特別是臨接數(shù)為1的終 端變電站，可不安裝定位裝置，綜合使用單/雙端行波法，節(jié)省了設(shè)備投資成本。
[0020] 2:本方法綜合區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的多點(diǎn)行波數(shù)據(jù)，對(duì)波頭到達(dá)時(shí)間進(jìn)行校驗(yàn)，有效防止單 個(gè)定位裝置故障等因素造成測(cè)距失敗，增強(qiáng)定位系統(tǒng)的冗余度和準(zhǔn)確度。
[0021] 3:對(duì)于并不引起保護(hù)動(dòng)作的擾動(dòng)，本方法同樣可以定位，并利用行波數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn) 行故障選線和測(cè)距，與保護(hù)動(dòng)作信息相互驗(yàn)證，使結(jié)果更加可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 [0023]圖2變電站臨接數(shù)示意圖。
[0024]圖3近端故障時(shí)行波傳播示意圖；
[0025]其中：1丄丄4為故障發(fā)生后初始波頭到達(dá)變電站的時(shí)間。
[0026]圖4測(cè)距原理不意圖；
[0027]圖5含臨接數(shù)為1的線路測(cè)距示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] -種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其步驟依次為：
[0029] 1)、預(yù)先對(duì)電網(wǎng)中的行波測(cè)量單元進(jìn)行優(yōu)化配置，行波定位主站收集各測(cè)量單元 采集的行波數(shù)據(jù)，選取部分測(cè)量單元的數(shù)據(jù)作為故障定位的信息域，即故障測(cè)距計(jì)算數(shù)據(jù) 源；
[0030] 2)、對(duì)行波信號(hào)進(jìn)行相模變換解耦得到線模和零模，經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求得零 模波速，根據(jù)零模和線模分量的初始波頭到達(dá)同一檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差初步估算故障距離；
[0031] 3)、根據(jù)信息域內(nèi)i個(gè)測(cè)量單元記錄的行波數(shù)據(jù)初步估算出i個(gè)故障距離，測(cè)距主 站根據(jù)所有估算的故障距離和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定位故障線路，并剔除無(wú)效時(shí)間數(shù)據(jù)；
[0032] 4)、選取距離故障線路最近的未故障線路上測(cè)量單元的數(shù)據(jù)，根據(jù)初始波頭到達(dá) 兩個(gè)測(cè)量單元的時(shí)間差和線路長(zhǎng)度，計(jì)算實(shí)時(shí)的線模波速，用于精確的故障測(cè)距計(jì)算； [0033] 5)、確認(rèn)故障線路后，對(duì)于終端線路，即線路的一端不再與其他線路相連，采用單 端法進(jìn)行故障位置計(jì)算，對(duì)于一般線路，根據(jù)多端數(shù)據(jù)計(jì)算故障位置。
[0034] 步驟2)所述的初步估算故障距離的具體方法為:對(duì)于同一檢測(cè)點(diǎn)，設(shè)零模和線模 的初始波頭到達(dá)時(shí)間分別為toUi，經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求得的零模波速為vo,預(yù)設(shè)線模波 速為Vl，則估算故障點(diǎn)到檢測(cè)點(diǎn)的距離為
[0035] 步驟3)所述的測(cè)距主站定位故障線路的方法具體為：假設(shè)信息域內(nèi)變電站S1、 S2v、Si安裝了行波檢測(cè)裝置，其中變電站Sj初步估算的故障距離為xj，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，到變電站Sj的距離為xj的所有點(diǎn)所在的線路組成集合Cj;同理，根據(jù)信息域內(nèi)每個(gè)檢測(cè) 單元的數(shù)據(jù)都可以得到一個(gè)集合，設(shè)為(：1、02、~、(^，得到新的集合< =(：1+02+~+(^。集合 C是疑似故障線路的集合，統(tǒng)計(jì)集合C中元素出現(xiàn)的次數(shù)n，n最大的元素對(duì)應(yīng)的線路即為故 障線路。
[0036] 步驟3)剔除無(wú)效數(shù)據(jù)的方法具體為:判斷出故障線路后，檢查集合C1、C2、…、Ci， 若某集合不包含故障線路，則認(rèn)為該集合對(duì)應(yīng)的檢測(cè)單元的初始波頭到達(dá)時(shí)間無(wú)效。
[0037] 步驟5)精確的故障位置計(jì)算步驟為:對(duì)于一般線路，按故障線路兩側(cè)將有效時(shí)間 分為兩組，分別從每組中選取一個(gè)線模初始波頭到達(dá)時(shí)間，以雙端法原理計(jì)算故障距離，并 以經(jīng)過(guò)故障線路的最短路徑長(zhǎng)度(設(shè)為L(zhǎng)千米)的倒數(shù)（1/L)作為該距離的權(quán)重，最后對(duì)所有 計(jì)算距離進(jìn)行加權(quán)求和，得到最終的精確故障位置。對(duì)于終端線路，根據(jù)初步估算的故障距 離，結(jié)合波速，計(jì)算出故障點(diǎn)反射波傳播的時(shí)間長(zhǎng)度，在故障線路鄰近的未故障線路上測(cè)量 單元記錄的波形中，查找故障點(diǎn)的反射波，再利用初始波頭和反射波的時(shí)間差精確計(jì)算故 障位置。
[0038] 所述的雙端法具體為：設(shè)故障線路MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)mn，^是根據(jù)故障線路鄰近的未故 障線路計(jì)算的線模速度，初始線模波頭到達(dá)Μ端和N端的時(shí)間分別為tM、tN，則故障點(diǎn)F到Μ端 的距 1? 為 Αυ/· =+[('Λ/ -'Λ·-)V1 .α
[0039] 下面對(duì)故障定位的具體過(guò)程舉例說(shuō)明：
[0040] -種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，包括以下步驟：
[0041 ] 1.預(yù)先對(duì)電網(wǎng)中的測(cè)量單元進(jìn)行優(yōu)化配置，線路發(fā)生擾動(dòng)后，對(duì)記錄的行波數(shù)據(jù) 進(jìn)行相模變換得到零模和線模分量，并向測(cè)距主站上傳數(shù)據(jù)。
[0042] 2.測(cè)距主站選取部分測(cè)量單元數(shù)據(jù)作為故障測(cè)距信息域，并根據(jù)初始波頭到達(dá)時(shí) 間，初步估算故障距離，進(jìn)一步確認(rèn)故障線路，同時(shí)剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，具體步驟如下：
[0043] 1)、假設(shè)信息域中變電站31、52、一、51配置了檢測(cè)單元，測(cè)距主站根據(jù)各測(cè)量單元 在網(wǎng)絡(luò)中的位置和模量時(shí)間差A(yù)t(線模和零模到達(dá)同一檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差），經(jīng)訓(xùn)練好的神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求得零模波速vo,根據(jù)線路參數(shù)預(yù)設(shè)線模波速 V1。設(shè)站點(diǎn)Sj基于模量速度差法估算故 障距離為
[0044] 2)、根據(jù)估算的距離X和行波最短傳輸路徑原則，找到所有到測(cè)量點(diǎn)Sj的距離為X 的點(diǎn)所在的線路，組成集合Cj，同理根據(jù)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)都得到一個(gè)疑似故障線路的集 合，分別設(shè)為Cl、C2、…、Ci，組成新的集合:C = Cl+C2+'"+Ci
[0045] C是疑似故障線路的集合，對(duì)集合C中的元素出現(xiàn)的次數(shù)η進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，剔除n<i/2的 元素(其中i是信息域內(nèi)為測(cè)量單元的個(gè)數(shù)），剩下的元素組成新的集合C'若集合C中元素 對(duì)應(yīng)的線路不相鄰，則η最大的元素對(duì)應(yīng)的線路即為故障線路，設(shè)為(M-N)。
[0046] 3)、檢索集合(：1、02 - (^，若某個(gè)集合中不含線路(14)，則對(duì)應(yīng)測(cè)量單元的行波數(shù) 據(jù)將不參與之后精確的故障定位計(jì)算，為無(wú)效的時(shí)間。
[0047] 4)因?yàn)槌醪焦收系墓收暇嚯x存在誤差，當(dāng)故障點(diǎn)距離測(cè)量點(diǎn)很近(下文簡(jiǎn)稱(chēng)近端 故障），集合C中對(duì)應(yīng)的線路可能臨接與同一點(diǎn)。以圖3為例，Μ右端發(fā)生近端故障，通過(guò)模量 速度差法初步估算故障距離，線路段(A-Μ)和(Μ-Ν)同時(shí)被多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)認(rèn)為是故障線 路，只能確認(rèn)長(zhǎng)線路(Α-Ν)為故障線路，需進(jìn)一步縮小故障區(qū)段。檢查集合(：1工2 - (^，不含 有(A-Μ)或(Μ-Ν)的集合對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)認(rèn)為是無(wú)效數(shù)據(jù)。選取距離線路(Α-Ν)較近的未 故障線路上測(cè)量單元的數(shù)據(jù)，根據(jù)初始波頭到達(dá)兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，結(jié)合線路長(zhǎng)度，計(jì)算 出線模波速<。
[0048]對(duì)于近端故障，根據(jù)雙端法測(cè)距精度高的特點(diǎn)進(jìn)一步確認(rèn)故障線路。如圖3所示， 其中Α、Ν、Β都配置了檢測(cè)單元，下面分別說(shuō)明兩種情況下的故障線路的確認(rèn)方法。
[0049]①、若Μ點(diǎn)配置了行波檢測(cè)單元，且時(shí)間信息有效。分別選取兩個(gè)時(shí)間信息有效的 站點(diǎn)，如Α和Β，使得疑似故障線路(A-Μ)和(Μ-Ν)分別包含在(A-Μ)和(Μ-Β)的最短路徑內(nèi)，則 由雙端法測(cè)距原理，在誤差范圍內(nèi)可得：
[0051]其中δ如為之間的時(shí)間差，LU為測(cè)量點(diǎn)I與J之間最短路徑長(zhǎng)度。計(jì)算結(jié)果 Lam為線路(A-Μ)的長(zhǎng)度。
[0052]根據(jù)測(cè)量點(diǎn)B和Μ的數(shù)據(jù)計(jì)算故障距離Lbf有：
[0054] 由上面兩個(gè)判斷結(jié)果知故障點(diǎn)F不在線路(A-Μ)內(nèi)，而位于線路(M-N)內(nèi)。
[0055] ②、若變電站Μ未配置檢測(cè)單元或時(shí)間信息無(wú)效。任選兩段時(shí)間信息有效的線路， 使得其最短路徑包含線路(Α-Ν)，以線路段(Α-Ν)、(Α-Β)為例，計(jì)算故障點(diǎn)F到站點(diǎn)Α的距離：
[0057] 在誤差范圍內(nèi)有
[0058] Lam < = Z/^j； <
[0059] 由上式的比較結(jié)果能夠判斷故障點(diǎn)F位于線路(M-N)內(nèi)。
[0060] 5)、針對(duì)不同的故障位置選擇不同的故障定位算法，對(duì)少數(shù)情況下，故障線路含有 臨接數(shù)為1的站點(diǎn)時(shí)，采用查找特定反射波的方法;當(dāng)故障線路不含臨接數(shù)為1的變電站時(shí)， 采用多端數(shù)據(jù)進(jìn)行定位計(jì)算。
[0061] ①、故障線路不含臨接數(shù)為1的站點(diǎn)時(shí)。故障定位主站將有效的時(shí)間信息按故障線 路兩側(cè)分為兩組，根據(jù)雙端法原理，如圖4所示，分別從兩組數(shù)據(jù)中選取一個(gè)初始波頭到達(dá) 時(shí)間ti和tj，，故障點(diǎn)F在線路(M-N)內(nèi)，則F點(diǎn)到站點(diǎn)I的距離
[0062] 令故障線路的一端Μ到站點(diǎn)I的最短路徑長(zhǎng)度為L(zhǎng)im，則點(diǎn)F到站點(diǎn)Μ的距離為： xij = \xij ^ 4'?11
[0063] 設(shè)變電站I經(jīng)故障線路到電站J之間的最短傳輸路徑的長(zhǎng)度為L(zhǎng)u千米，則測(cè)距主站 對(duì)4賦予的權(quán)重Ri為1/Uj。
[0064] 將各組數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和，得到最終的故障距離，即故障點(diǎn)到故障線 路一端I的距離為：
[0066]②、故障線路含臨接數(shù)為1的站點(diǎn)。以圖5為例，變電站S的臨接數(shù)為1，當(dāng)確認(rèn)故障 線路后，設(shè)R站點(diǎn)通過(guò)模量速度差估算的故障點(diǎn)F到R的距離為L(zhǎng)rf，若初步估算的Lrf準(zhǔn)確，則 得到方程組1:
[0068] 其中：△以是故障點(diǎn)F的反射波與初始波頭間的時(shí)間差，Δ t2是S端的反射波與初始 波頭的時(shí)間差。
[0069] 由方程組1可以求出△以和△ t2,設(shè)初始波頭的到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間為t，考慮模量速度 差法存在一定的誤差，在變電站R記錄的波形上標(biāo)記(t+Δ ti)和(t+Δ t2)點(diǎn)一定范圍內(nèi)的波 頭，尋找兩個(gè)波頭與初始波頭的時(shí)間差最接近滿(mǎn)足式= 2Z#，就可以得到Δ t i和Δ t 2的準(zhǔn)確值，并帶入方程組1便能夠計(jì)算出精確的故障距離為 = 士 & (Δ & - Δ ) + 金
[0070] 6)、輸出綜合判斷后的故障線路和精確的故障位置。
[0071]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制。凡 是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修 改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其特征在于包括W下步驟： 首先進(jìn)行故障選線，同時(shí)剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，并計(jì)算實(shí)時(shí)線模波速，進(jìn)一步精確的計(jì)算故障 距離，具體步驟如下： 1 )、預(yù)先對(duì)電網(wǎng)中的行波測(cè)量單元進(jìn)行優(yōu)化配置，擾動(dòng)發(fā)生后，定位主站收集各測(cè)量單 元記錄的行波數(shù)據(jù)，并選取最先檢測(cè)到初始波頭的部分測(cè)量單元的數(shù)據(jù)，作為故障測(cè)距信 息域； 2) 、對(duì)行波數(shù)據(jù)進(jìn)行相模變換解禪得到零模和線模分量，結(jié)合訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 零模波速，根據(jù)零模和線模到達(dá)同一檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間不同初步估算故障距離； 3) 、經(jīng)步驟2)估算求得故障點(diǎn)到每個(gè)測(cè)量單元的距離，測(cè)距主站根據(jù)估算的故障距離 和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定位到故障線路，并剔除無(wú)效的時(shí)間數(shù)據(jù)； 4) 、選取距離故障線路最近的未故障線路的行波數(shù)據(jù)，計(jì)算出實(shí)時(shí)的線模波速； 5) 、確認(rèn)故障線路后，對(duì)于終端線路，采用單端法進(jìn)行精確的故障位置計(jì)算;對(duì)于其他 線路，根據(jù)多端數(shù)據(jù)計(jì)算故障位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其特征在于，步驟2) 所述的測(cè)距主站定位故障線路的方法具體為:假設(shè)信息域內(nèi)變電站51、52、-，、51安裝了行 波測(cè)量單元，其中由變電站Sj的數(shù)據(jù)初步估算的故障距離為xj，根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，到變電 站Sj的距離為xj的所有點(diǎn)所在的線路組成集合Cj;同理，根據(jù)信息域內(nèi)每個(gè)測(cè)量單元的數(shù) 據(jù)都可W得到一個(gè)集合，分別設(shè)為C1、C2、…、Ci，得到新的集合:C = C1+C2+…+Ci。集合C是 疑似故障線路的集合，統(tǒng)計(jì)集合C中元素出現(xiàn)的次數(shù)n，n最大的元素對(duì)應(yīng)的線路即為故障線 路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其特征在于，步驟3) 剔除無(wú)效數(shù)據(jù)的方法具體為:判斷出故障線路后，檢查集合C1、C2、…、Ci，若某集合不包含 故障線路，則認(rèn)為該集合對(duì)應(yīng)的測(cè)量單元的行波數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于多測(cè)量信息的行波故障定位方法，其特征在于，步驟5) 精確的故障位置計(jì)算具體為:對(duì)于一般線路，按故障線路兩側(cè)將有效時(shí)間數(shù)據(jù)分為兩組，分 別從每組中選取一個(gè)初始線模波頭到達(dá)時(shí)間，根據(jù)雙端法原理計(jì)算故障距離，W經(jīng)過(guò)故障 線路的最短路徑長(zhǎng)度，設(shè)為L(zhǎng)千米的倒數(shù)1/L作為該計(jì)算結(jié)果的權(quán)重，最后對(duì)所有計(jì)算距離 進(jìn)行加權(quán)求和，得到精確的故障位置;對(duì)于終端線路，根據(jù)模量速度差法初步估算的故障距 離，結(jié)合波速，在故障線路鄰近的測(cè)量單元記錄的波形上查找對(duì)端母線和故障點(diǎn)的反射波， 然后利用初始波頭和反射波的時(shí)間差精確計(jì)算故障位置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙端法具體為:設(shè)故障線路MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)mn，&'是根據(jù)故障線路 鄰近的未故障線路計(jì)算的線模速度，初始線模波頭到達(dá)Μ端和N端的時(shí)間分別為tM、tN，則故 障點(diǎn)F到Μ端的距離為乂W 。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK106093698SQ201610366855
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】李振興, 王玲, 吳李群, 孟曉星, 李振華
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)