一种综合应用工频法和行波法的组合故障测距法

为提高输电线路的故障测距性能,笔者综合分析了工频法和行波法二者之间的测距特点,并提出了一种综合应用工频量法和单端行波法的组合故障测距法。首先,基于输电线路的沿线电压幅值分布规律,利用切线交叉的工频测距原理,初步确定故障区域,接着,在此基础上用A型行波法精确地测出故障位置。通过引入行波测距避免工频测距后续的迭代计算,克服迭代不收敛或收敛至伪根的问题,提高测距精度;用工频初步测距,缩小行波波头辨识范围,提高行波测距可靠性。经仿真验证:所提组合法比工频法测距精度更高,比行波法的波头识别更加准确可靠。     

高压输电线路故障测距综合优化方法研究

提高高压输电线路故障定位精度有助于及时排查故障并修复供电,对于提高系统供电可靠性,保证电网安全稳定运行能力具有重要现实意义。采用BP神经网络对现有各种测距手段提供的测距结果信息进行综合,对故障测距结果进行优化评估,提高故障测距精度。分别给出了以故障实际距离和故障测距误差为输出的两种综合模型,以仿真计算和实际系统测距数据作为训练样本对神经网络进行训练,进行了两种模型适用性的分析。实际应用结果表明,所提出故障测距综合优化方法可充分综合利用各测距方法的优点,有效提高了故障定位精度。     

基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法

提出了一种基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法。利用神经网络算法对基于遗传算法的故障测距方法在线路两端故障时的测距结果进行了修正,提高了线路两端故障的测距精度。该算法利用故障后线路双端的电压、电流量,在时域内进行故障测距,继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点,不受故障点位置与过渡电阻的影响,且测距结果精度受线路参数偏差的影响较小。应用PSCAD仿真软件及Matlab对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,神经网络与遗传算法相结合,可以实现直流输电线路全线范围内的准确故障测距。     

基于断路器重合闸的柔性直流输电线路单端故障测距方法

高压柔性直流输电采用架空线路,运行环境复杂,难以避免故障。快速准确的故障定位可以缩短故障清除时间,对于快速恢复供电十分重要。现有测距算法依赖暂态波头辨识,受到干扰后测距精度会下降。针对上述问题,在线路分布参数模型基础上,在时域中通过电报方程计算线路沿线分布的电压和电流,进而根据故障点处电阻值相对稳定这一特性构成测距判据。由于输电线路两侧的直流断路器重合时间并不一致,此时先重合一侧的系统才会继续向故障点馈入短路电流,因此通过单端量便可实现测距。所提测距方法无需通信,适用于各种故障类型并且所需窗长较短,具有耐受过渡电阻和噪声的能力。最后利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建±500 kV多端柔性直流输电系统模型,仿真结果验证了所提测距算法的准确性和适用性。     

架空线-海底电缆混合线路组合行波测距方法

分析了架空线-海底电缆混合输电线路在发生故障后行波的折、反射过程,并在此基础上提出一种架空线-海底电缆混合输电线路组合行波测距方法,首先通过故障初始行波浪涌到达线路两侧测量装置的时间差来判定故障区段,再由单端原理给出准确的测距结果,本方法消除了双端测距方法测距精度受给定线路长度误差以及双端时间不精确同步问题的影响。PSCAD仿真表明,所提方法可以准确的给出测距结果,具有良好的现场应用价值。     

改进Prony算法在输电线路单端故障测距中的应用

短路故障输电线路中衰减的非周期分量和高频分量会影响故障测距的精度,针对这种情况,提出了使用改进Prony算法,从故障后的电压与电流信号中提取其工频分量,并将其应用到单端故障测距中,从而提高了测距的精度。通过建立PSCAD仿真模型,将计算结果与傅里叶算法所得结果进行比较,证明了改进Prony算法可以有效提高测距的精度。     

半波长输电线路行波传播特性及故障测距

为了研究行波测距在半波长输电线路上的适用性,首先基于行波幅值衰减特征和折反射规律,估计适用单端测距的临界故障距离。其次,分析不同故障状况下行波畸变对传统测距方法的影响,据此提出适应半波长线路故障定位的新方案。该方案在线路中间布置额外测点,利用该测点行波极性判断故障区段,选择在故障区段内采用单端或双端法进行精确测距。利用PSCAD/EMTDC搭建半波长输电线路模型,进行不同情况下的故障仿真,结果表明:单端行波测距可以适用的临界故障距离约为100~240 km;此外,所提方案能消除测距死区,有效提升测距精度,基本不受故障条件、调谐网络和负载状况影响,具有较高可靠性。     

基于PSO-ENN算法的高压直流输电线路故障测距

高压直流输电线路故障测距对保障输电线路安全稳定的运行具有十分重要的意义。为了提高故障测距的精度,利用故障频谱对线路故障进行测距分析,并且故障行波在传播过程中具有强烈的固有频率信号。因此,文中将固有频率主频以及2倍频的幅值和频率作为输入训练样本,将故障距离作为输出训练样本,提出一种基于Elman动态神经网络的高压直流输电线路故障测距算法,并采用粒子群(PSO)算法优化Elman神经网络的初始权值和阈值。最后,采用MATLAB软件进行仿真,结果表明该算法具有较高的收敛速度与测距精度,可以为高压直流输电线路故障测距提供理论支持。     

输电线路数学模型用于故障测距的分析研究

在分析输电线路几种常用数学模型基础上,使用单端故障测距原理,应用不同线路模型进行故障测距,分析研究各种线路模型的应用范围。此研究分析是利用EMTP和MATLAB仿真,针对不同输电线路模型对故障测距带来的误差进行分析的,最后得出结论:基于工频的R-L模型测距结果很稳定,但测距误差较大,一级π型模型以及多级π型模型精确,但是不稳定,只适用于距离较短并且精度要求不高的系统,分布参数模型精度高又稳定,但数据处理时间较长。     

输电线路故障测距单侧工频量方法新解析（Ⅱ）—评价与仿真

对所提出的故障测距单端工频量方法进行了简要的评述,理论分析和大量数字仿真试验表明,新方法测距精度不受故障线路对端系统助增电流以及线路分布电容的影响,建议在输电线路两侧分别应用该测距方法, 即可将远端系统运行阻抗变化对测距精度的影响程度降到最低程度,文中同时指出Djurc MB等学者抽出的仅利用电流向量的故障测距算法既不合适亦不合同,本文方法作为综合测距应用软件的一部分内容,业已应用于昆明供电局实际电网。     

基于分布参数模型的高压输电线路故障测距算法

输电线路故障定位一直是电力系统亟待解决的难题,快速准确的故障定位对电力系统有极为重要的意义,由于传统的单端法故障测距易受过渡电阻和对端肋增电流的影响,基于集中参数电路模型的故障测距算法又不适用于长线路测距,中提出一种只使用输电线路参数和２端电气量的基于分布参数电路模型的输电线路故障这位方法。并利用相模变化来减少实际线路的不换位和线路参数不平衡的影响,最后在模域求解故障距离。ＥＭＴＰ仿真结果表明,     

带串联电容补偿装置的高压输电线路双端故障测距新算法

快速准确地得到输电线路故障距离对电力系统运行有着重要的意义。对于带串联电容补偿装置的输电线路(串补线路)，由于串联电容的存在以及串联电容并联保护元件MOVs的非线性，现有的故障测距算法并不能直接应用到串补线路的故障测距中。因此，提出了一种采用双端电气量的串补线路故障测距新算法，该算法对MOVs采用指数模型模拟，MOVs上的电压降通过拟牛顿法求解，线路采用分布参数模型。EMTP仿真结果表明该算法具有很好的准确性和鲁棒性，且不受过渡电阻、故障类型、故障位置故障发生角等的影响，其算例的测距精度均在0．5％以内。     

考虑强非线性和波速变化特性的特高压直流输电线路故障测距方法

特高压直流输电系统具有强非线性。采用小波变换方法的传统直流输电线路行波测距原理在实际工程中存在适应性问题。现阶段行波测距技术存在行波到达时刻与行波波速难以有机统一的问题。针对此问题,提出一种考虑强非线性系统和波速变化特性的特高压直流输电直流线路故障测距方法。从测距方法的适应性角度出发,提出非常适合暂态信息处理的改进的希尔伯特-黄算法,利用该算法可准确标定故障初始行波波头。从测距精度角度出发,分析故障行波波速变化特性,发现线路参数的频变特性和行波波头的衰减造成行波波速与故障距离呈非线性关系。据此提出神经网络算法,利用该算法将不必计算行波波速便能实现故障测距。大量仿真结果表明,该测距方法在不同故障距离和不同过渡电阻下的测距精度较高,鲁棒性较好。     

同塔四回输电线路双端故障测距实用算法

基于输电线路的分布式参数模型,提出了一种适用于同塔四回输电线路差动保护装置的故障测距新算法。该算法首先对输电线路参数进行相模变换,选取相互独立的双端同向正序故障分量,依据输电线路双端口理论建立故障测距方程,从而得出精确的故障距离。该算法原理简单,计算量小,避免了一般测距算法需要计算双曲函数、超越方程、牛顿迭代法和搜索法的复杂过程。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该算法测距精度较高,且不受故障距离、过渡电阻、故障类型和两侧电源功角差的影响,有很强的工程实用价值。     

基于R-L模型参数辨识的输电线路准确故障测距算法

输电线路的准确故障测距对于保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。该文充分利用了故障分量提供的故障信息，以模量分析与输电线路R-L模型为基础，提出了一种将故障状态网络的微分方程与故障分量网络的微分方程联立求解的单端量时域准确故障测距算法。该算法将故障距离、过渡电阻以及对侧系统的运行参数作为模型的未知参数进行求解辨识，利用数值微分代替测距方程中的一阶与二阶微分，消除了传统单端量故障测距算法中主要由于对侧系统实时运行参数未知而引起的原理性误差。该算法不受故障时系统的运行方式、网络结构以及电网频率波动影响。大量EMTP仿真表明，算法原理正确且具有较高的测距精度，在故障距离20—280km范围内测距的平均误差为0．0796％，最大测距误差小于0．173％，该误差主要来自截断误差，即用差分法计算时域连续信号的微分时所产生的误差。     

基于参数识别的时域法双端故障测距原理

提出了一种基于参数识别的时域法双端故障测距原理。无需已知被测线路的准确参数,而将输电线路电阻、电感、电容等参数作为待识别参数,分别由线路两端电气量采样值计算沿线的电压分布,利用故障时只有故障点处电压相等的基本原理识别出准确的线路参数并计算出故障点位置, 克服了传统测距方法因线路参数不准确而引起的测距误差。该测距方法采用故障距离占线路全长的比例表示故障定位结果,该结果不受季节、弧垂等变化的影响,便于利用杆塔的地面距离估测出故障点位置。ATP仿真结果表明该方法具有较高的测距精度。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

An adaptive PMU based fault detection/location technique fortransmission lines. I. Theory and algorithms

An adaptive fault detection/location technique based on a phasor measurement unit (PMU) for an EHV/UHV transmission line is presented. A fault detection/location index in terms of Clarke components of the synchronized voltage and current phasors is derived. The line parameter estimation algorithm is also developed to solve the uncertainty of parameters caused by aging of transmission lines. This paper also proposes a new discrete Fourier transform (DFT) based algorithm (termed the smart discrete Fourier transform, SDFT) to eliminate system noise and measurement errors such that extremely accurate fundamental frequency components can be extracted for calculation of fault detection/location index. The EMTP was used to simulate a high voltage transmission line with faults at various locations. To simulate errors involved in measurements, Gaussian-type noise has been added to the raw output data generated by EMTP. Results have shown that the new DFT based method can extract exact phasors in the presence of frequency deviation and harmonics. The parameter estimation algorithm can also trace exact parameters very well. The accuracy of both new DFT based method and parameter estimation algorithm can achieve even up to 99.999% and 99.99% respectively, and is presented in Part II. The accuracy of fault location estimation by the proposed technique can achieve even up to 99.9% in the performance evaluation, which is also presented in Part II     

局部耦合双回输电线路故障测距时域算法

多回耦合输电方式是电网建设的必然趋势,以局部耦合多回线路为主。受线间局部耦合影响,现有故障测距方法存在较大误差。为此,对局部耦合双回输电线路开展故障分析和故障测距方法研究。根据局部耦合同塔双回输电线路的结构和特点,利用线路解耦理论建立局部耦合双回输电线路耦合分界点处的电压和电流接口方程。在此基础上,构建各耦合段的故障测距时域分析模型,从而提出局部耦合双回输电线路的故障测距时域方法。最后,利用ATP/EMTP电磁暂态仿真软件构建局部耦合同塔双回输电线路模型,并进行全面的仿真验证,结果表明所提方法精度高。     

基于直流电抗电压的柔性直流配电网故障测距方法

故障测距是柔性直流配电网发展所需的关键技术之一,传统的高压直流输电系统故障测距方法在直流配电系统中适应性不好。因此在考虑线路配置直流电抗器的情况下,提出一种基于直流电抗电压的直流配电网双端故障测距方法。该方法从直流故障的电容放电阶段进行研究,利用线路两端直流电抗电压构建包含故障距离和过渡电阻的两个未知参数的时域微分方程,并利用最小二乘法进行求解。PSCAD仿真结果表明该方法能够有效地进行故障定位,并且能够计算出故障点过渡电阻,可以满足直流配电网的故障测距要求。