一种风电场混合输电线路故障定位方法研究

针对风电场功率不确定性及短路故障导致的输电线路故障难以诊断的问题,提出一种基于参数估计的风电场故障诊断方法。首先根据输电线路中的行波特征建立故障定位传输方程,再通过多测点传输方程组成超定方程,利用参数估计理论对超定方程进行求解,进而确定故障点的精确位置。参数估计算法可剔除无效数据,提高故障定位精度。通过实际风电场输电线路数据验证了该方法的有效性,对风电场输电线路故障诊断有理论指导作用。     

基于分布式检测的多分支输电线路故障精确定位技术

为解决多分支复杂输电线路故障精确定位的难题,分析了故障行波过程及其检测要求。设计了适用于输电线路安装使用的分布式行波检测单元并提出针对多分支输电线路的基于分布式检测的故障定位新方法。只需要利用故障初始行波波头到达检测点的时间,根据初始行波波头到达各检测点的时间即可确定故障支路,再结合检测点的安装位置利用逐级递归双端法精确定位故障发生位置。理论和仿真表明,分布式故障定位技术很好地解决了多分支输电线路故障定位的问题,同时实现了故障时波速的实时测量,消除了波速不确定性带来的误差,定位精度高。     

零序分布参数的单相接地故障精确定位研究

针对中性点不接地电网的单相接地故障测距问题,提出了基于故障后分布参数线路零序特征的测距方法。该方法考虑故障后零序电压、零序电流的沿线分布特征,分析零序特征作为中性点不接地系统单相接地故障点测量判据的适用性与可行性,并建立了零序特征量与故障距离的双曲函数关系表达式。为解决复平面双曲函数方程组求解困难问题,根据双曲函数的泰勒展开式,在分析传播常数数量级的基础上,将双曲函数方程合理简化为二次方程表征分布参数模型。为消除线路分布参数误差对测距结果的影响,基于加权最小二乘原理,利用非故障线路采样信息辨识故障线路零序参数,理论推导证明了其可行性。仿真结果表明,在正确选出故障馈线的基础上,该方法测距精度高,测距结果不受过渡电阻、故障距离影响。     

利用多时刻信息的T接线路单相接地故障单端测距方法

T接输电线路受实际应用中多端同步信息缺失或精度差等影响,难以实施精确故障测距。基于永久性接地故障单相断路器跳闸前后输电线路拓扑结构保持不变的实际,立足于最后跳闸的分支电源端,利用三端故障相依次跳闸而产生的多时刻信息,提出一种新型的单端阻抗测距算法。给出多时刻输电线路拓扑结构的准确描述方程组,提出基于改进高斯–牛顿法Levenberg-Marquardt方法的故障测距算法,能准确计算出故障距离和过渡电阻值,仿真验证了算法的有效性。该研究思路也可拓展应用到可再生能源接入的输配电网系统中,具有重要的理论和实用价值,但尚有关键技术问题亟待后续研究。     

基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法

准确快速的故障定位对配电系统的运行质量和可靠性至关重要。目前多分支配电系统故障定位方法大多通过在配网中增加量测装置实现，但配电网拓扑结构复杂，监控设备数量有限，大规模安装额外量测设备的成本较高，难以在实际系统中广泛应用。为此，提出了一种基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法。首先，对多分支配电线路中电气量信息与故障距离的非线性关系进行理论分析，证明了采用深度学习构建映射函数完成故障定位任务的可行性；其次，利用堆栈自编码器和长短期记忆网络建立故障测距模型，降低配电线路多分支对故障定位产生的误差；再次，结合配电自动化系统的量测信息，通过逻辑推理和智能测距模型实现故障线路判定和测距；最后，基于深度迁移学习提出一种智能定位实施方案，以增强所提方法泛化能力。在MATLAB/SIMULINK平台上对所提方法进行测试验证，仿真结果证明了该方法在复杂工况和分布式电源接入条件下的有效性和鲁棒性。研究结果可为现有故障定位方法提供辅助决策功能。     

T型线路行波故障测距的新方法

综合利用T型线路的三端电气量进行故障定位,提出了故障分支判别的判据以及确定故障点精确位置的方法.利用小波变换和模极大值理论对提取的行波进行分析,得到行波波头到达的准确时间.利用行波到达各测量端的时间差判断故障分支,在此基础上利用包含故障分支的初步测距值求取最终测距结果.PSCAD仿真表明,该方法可准确判断T型线路的故障分支,测距误差较小,能够满足实际需要.     

一种考虑线路参数变化的输电线路双端测距算法

在输电线路运仃过程中，其线路参数并非固定不变，而是随环境条件的不同会有一定的变化，这种变化会对故障测距的精度产生很大的影响。本文提出一种基于参数估计和分布参数模型的双端测距算法，该算法仪使用故障前后电压电流的正序分量，将线路正序参数、故障距离和两端非同步误差等量作为未知量，利用故障发生时刻前后输电线路两端的电压电流相量求解非线性方程组来获得这些未知量，能在线估计出线路参数的变化，提高了测距精度。EMTP仿真结果和实际数据的验证均表明，该算法较之不带参数估计的算法测距精度明显提高，尤其在线路参数不准确的情况下，该算法具有很强的参数自适应能力和很高的测距精度。     

基于频域分析的配电网分支故障定位

在已经提出的配电网接地故障定位的加信传递函数法的基础上,根据所得传递函数频域波形特性与配电线路结构的关系,提出了配电网接地故障定位的分支故障信息法。该方法利用数字信号处理手段提取线路接地故障分支的故障信息来作为进行接地故障定位的判据,从而较准确地判定故障位置。以实际线路演化来的线路模型为例进行了仿真计算和测距方法介绍,结合实际理论分析证实了本方法的有效性。完善了已经提出的配电网接地故障定位的传递函数法的分支定位问题。     

基于频域分析的配电网分支故障定位

在已经提出的配电网接地故障定位的加信传递函数法的基础上,根据所得传递函数频域波形特性与配电线路结构的关系,提出了配电网接地故障定位的分支故障信息法.该方法利用数字信号处理手段提取线路接地故障分支的故障信息来作为进行接地故障定位的判据,从而较准确地判定故障位置.以实际线路演化来的线路模型为例进行了仿真计算和测距方法介绍,结合实际理论分析证实了本方法的有效性.完善了已经提出的配电网接地故障定位的传递函数法的分支定位问题.     

广域多层信息下的10kV架空配电网馈线故障定位

我国中小城市的配电网多采用10k V架空馈线,且配电自动化水平较低。现阶段针对10k V架空主干线路进行了绝缘化改造,降低了主干线路的故障率,但是分支线路的故障率却仍然很高。文章重点研究快速准确的配电网分支故障定位,提出利用故障指示器和分布式智能终端两者采集到的故障信息进行故障定位的方法。基于广域多层信息下的10k V架空配电网故障定位方法,实现了故障信息互补、装置相互配合以及分支的信息化改造,降低了对故障指示器测量精度和过流定值设置等方面的要求,清晰地表明线路运行状态,解决了基于故障指示器的简易配电网自动化模式向高级配电网自动化模式转化过程中的装置配合问题。经仿真和工程实例验证,表明该方法可行、有效。     

基于双端行波的T型线路故障定位方法

针对现有输电线路双端行波故障定位方法研究的不足,提出一种基于行波线模时间的双端行波定位新方法,通过测量线模首波头到达线路两端的时间,得到与波速无关的故障定位公式。在深入研究T型输电线路故障支路识别和故障点定位的基础上,提出利用T型线路三端线模时间的故障距离方程组和线路固有关系建立的判别方法,直接进行故障支路判别和故障点定位,改变根据支路判别关系推出故障定位公式的传统思路,解决了T节点附近故障时支路判别问题。该方法只利用故障初始行波,便于故障的识别。ATP/EMPT仿真验证所提方法简单可行,定位误差小,具有很高的可靠性。     

基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法

针对线路双端数据不同步与线路参数不确定性所产生的测距误差问题,提出了基于参数修正的双端不同步测距方法以实现输电线路发生非对称故障时的准确定位。该方法定义了线路参数修正系数,利用等值序网分析法消除了数据不同步角的影响,然后应用仿电磁学算法求解了所建立的故障测距方程组,得到了线路故障位置。仿真分析与实际线路的计算结果表明,所提方法不受线路参数变化的影响,利用故障后的双端不同步数据即可进行故障定位,具有很高的测距精度与可靠性。     

T型线路的行波精确故障测距新方法

在行波故障测距原理基础上,对T型线路的行波故障测距方法进行了研究,提出了综合利用T型线路的三端测量数据进行故障测距的思路,并依此提出了故障分支判别的新判据和故障点测距的新方法。分支判别判据考虑了实际测距误差因素对分支误判情况的影响,确保分支判别的有效性;故障点的测距过程中充分利用T型线路的三端测量数据,提出了利用三端数据进行故障测距的新方法。同时,测距表达式中消去了波速不确定性对测距结果的影响,并且一定程度上消除了线路弧垂对测距结果带来的误差。ATP/EMTP仿真结果表明,所提方法可以对T型线路进行精确的故障分支判别和故障点的测距。     

输电线路暂态计算与分析方法的发展与展望

着重对高压输电线路暂态分析与计算模型进行了分析和总结,指出了目前基于特征法的电磁暂态计算模型的缺陷.在综述输电线路数学模型及故障暂态分析方法的基础上,提出一种利用投影变换算子理论而建立的暂态分析和计算新思路和方法.利用函数逼近理论、投影变换理论和多分辨分析理论将输电线路电报方程组投影到由一个关于时间变量f的基函数,在某个二进分辨率下通过位移张成的函数空间中,从而得到一个只关于距离变量x的向量微分方程组.同时也指出了基于此方法的输电线路暂态分析与计算需要解决的几个关键问题和研究思路.     

带T型分支输电线路的单端行波故障测距

在带T型分支的输电线路中,利用单端的工频故障信息或者行波故障信息实现各种情况下的故障测距较难。在分析带T型输电线路行波传播特征的基础上,提出了依据故障行波折、反射特性进行故障分支判别和故障点测距的方法。T型线路基于单端故障行波的测距结果上传至主站端,参考调度主站端基于工频故障信息的测距结果,得到最终的故障测距结果。该方法充分利用调度主站的故障信息,不依赖故障行波间的极性关系,同时可以实现波速的在线校正并取得优化的测距结果。ATP/EMTP仿真结果表明该方法测距精度高,具有一定的实用价值。     

基于参数估计的双端不同步故障测距算法

提出一种利用双端不同步采样数据并基于线路参数估计的故障测距算法,将输电线路参数、两端数据采样非同步误差角和故障距离作为未知量,利用故障时线路两端的非同步采样得到的电压和电流,通过牛顿-拉夫逊法求解非线性方程得到这些未知量。并将故障测距结果采用故障距离占线路全长的比例来表示,可以避免输电线路受温度影响产生长度变化导致的故障定位误差。利用线路杆塔在线路上所处的位置来估测故障点位置,更方便查找故障点。该算法减小了因线路参数不准确所带来的测距误差,仿真结果和实际数据验证表明该算法具有较高的测距精度。     

架空配电线路行波依频传输特性分析

配电线路行波传输特性分析是行波在配电网故障检测与保护中应用的理论基础.针对配电网中的高频行波信号,文中分析了在考虑集肤效应后的架空配电线路分布参数,讨论了不受频率影响的相模变换方法.利用数值计算的方法,得到了参数传输依频曲线,总结了依频传输规律.针对配电线路分支众多、距离较短的特点,对配电线路中行波衰减特性进行了分析.利用ATP-EMTP仿真验证了理论分析结果的正确性.     

基于参数估计的双端不同步故障测距算法

提出一种利用双端不同步采样数据并基于线路参数估计的故障测距算法,将输电线路参数、两端数据采样非同步误差角和故障距离作为未知量,利用故障时线路两端的非同步采样得到的电压和电流,通过牛顿-拉夫逊法求解非线性方程得到这些未知量.并将故障测距结果采用故障距离占线路全长的比例来表示,可以避免输电线路受温度影响产生长度变化导致的故障定位误差.利用线路杆塔在线路上所处的位置来估测故障点位置,更方便查找故障点.该算法减小了因线路参数不准确所带来的测距误差,仿真结果和实际数据验证表明该算法具有较高的测距精度.     

C型行波法在配电网故障测距中应用之研究

为解决配电网故障定位问题,使配电网故障定位自动化,以减少巡线工作量和用户停电时间,提出了利用C型行波法对单相接地故障进行故障测距的方法。该方法基于C型行波定位理论,通过在线路始端注入一高幅值脉冲,使用高采样率采集装置在始端接收返回波形,再选取适当的滤波器进行数字滤波滤除噪声提纯有用信号,并使用隔点差分的方法确定行波在线路始端和故障点之间返回所用的时间,从而在较短时间内计算出故障距离。同时,通过分析行波在带分支线路中的传输过程,提出了确定简单配电网络的拓扑结构的方法。经过理论分析、ATP仿真及实验室模拟实验,并对所得数据进行有效分析,证明了该方法的正确性,也说明该方法在配电网故障定位中是实际可行的。     

基于行波时差法的配电网故障诊断方法

针对配电网结构复杂故障难以精确诊断的问题,提出了一种基于故障行波时差的配电网故障诊断方法,实现对配电网故障点的精确定位及故障类型的判断。根据线路行波传输特性及故障点距离计算理论,构建配电网线路状态方程,将计算的理论值代入状态方程,输出故障搜索矩阵,利用矩阵变化的特征来诊断线路的故障情况。最后,利用行波到达多端时刻差解决线路中波速变化造成的故障定位不准确问题。该方法经配电网仿真模型验证具有有效性,可以准确诊断出不同阻值接地故障。