求解频域参数方程的双端故障测距原理

提出一种新的频域法双端测距原理。该测距原理无须知道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,利用故障暂态电流、电压丰富的频谱信息,结合故障暂态响应中测量点电流、电压频域网络方程,采用参数识别的方法求解故障距离及输电线路参数, 克服了传统双端测距方法因线路参数不准确引起的测距误差。EMTP仿真表明该方法具有较高的测距精度。     

带并联电抗器高压长线路的故障测距算法研究

为了改善超高压输电线路沿线电压分布和无功分布,减少潜供电流,加速潜供电弧的熄灭,限制系统过电压等,一般要安装并联电抗器.利用线路两端母线处的暂态电压电流进行故障测距,会因为并联电抗器的安装存在较大误差.本文基于线路的分布参数模型,考虑高压长输电线路两端电抗器的影响,构造了新的频域测距方程;为了消除线路参数的测量误差对测距结果的不良影响,把输电线路的长度、电阻、电感等参数与故障距离—同作为未知参数,建立线路故障网络的频谱方程;然后提取故障暂态电压电流的工频信号与自由分量,并求解方程组;最后将该测距算法应用到带多个并联电抗器超高压长输电线路的故障测距.电磁暂态仿真程序仿真数据表明,该测距算法具有较高的计算精度,测距精度不受过渡电阻、系统不同步角的影响,具有较强的稳定性.     

频域法在牵引网故障测距中的应用

针对牵引网目前广泛应用的故障测距算法易受整次、非整次谐波、机车负荷以及线路参数波动的影响,提出一种利用线路单端暂态电压进行精确故障测距的新算法。通过理论分析得到测量段等效阻抗的谐振频率与故障暂态电压、电流频谱极大值频率相对应的结论。进一步根据测量端等效阻抗的谐振频率与故障距离相对应的关系建立测距公式,采用频域法分析故障暂态信号在高频段的频率特性,实现精确测距。通过EMTDC仿真验证,该算法基本不受过渡电阻、机车及线路参数小范围波动等因素的影响,测距结果准确且鲁棒性强,具有较高的工程应用价值。     

同塔双回线电弧故障单端测距算法

高压输电线路的短路故障多伴随有电弧,针对目前众多故障定位算法中没有考虑过渡电阻的非线性特性的现状,提出了一种使用单端电气量进行故障测距的算法,该算法首先将耦合双回线解耦为同向量和反向量,根据反向量序网两端电压为零的特点,仅利用单侧电流推导故障点处的电压和电流,然后根据电弧故障电压、电流的转移特性构造测距方程,并利用最小二乘方法求解,实现故障测距。该算法使用了最小二乘方法得到故障距离,不需要输入对端系统等值阻抗,从理论上保证了该算法具有较高的测距精度。该算法理论分析简单,电磁暂态程序ATP仿真结果表明该测距算法有效、精度高。     

一种基于特征根的配电网单端故障测距的新方法

在零序电压、电流中,暂态分量的衰减时间常数及频率与故障距离相关,其值可由象函数特征方程的根表示。分析了该函数与故障距离的关系,提出了一种基于特征根的单端测距方法。该方法结合拉氏变换与双曲函数线路模型,由零序电压、电流象函数的特征方程,得到了象函数测距方程,同时,利用特征频段(SFB)的性质,提出了该测距方程在SFB内的等效形式,通过Prony算法,从采样信息中提取SFB内的特征根,采用搜索法求解超越方程,实现了故障测距。该单端测距方法可准确得到故障距离的解析表达式,且克服了传统双曲函数模型不能用于暂态计算的问题。大量的EMTP仿真实验结果验证了该方法的正确性,不受过渡电阻、故障初始角、中性点运行方式的影响,能够满足实际工程需求。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

多电源环网中输电线路参数估计测距法(一)——推算故障线路对端电压电流的算法

只要给定电力网络的拓扑结构和支路参数，可以不计网络的运行状态，从故障线路本端电压电流测量值，推算出对端故障后的电压电流值，进而可根据两侧电压电流数据，算出故障点的距离及故障点的过渡电阻。这可作为多电源有环网络中高压输电线路故障测距的一种手段。本文是“参数估计法”故障测距的理论基础，文中还列出了参数估计法的判据。     

探测平行双回线路故障距离的一种计算方法

本文采用实时对称分量方法探测平行双回输电线路故障距离，并针对平行双回线的构成特点，利用平行双回线之一故障时能够准确计算对端系统阻抗的原理，提出了一种新的准确测距算法。该方法只需线路一端的信息，不仅排除了故障电阻及负荷电流对测距精度的影响，而且完全消除了对端系统参数变化对测距精度的影响，计算速度快，不需迭代。模拟计算的结果是令人满意的。     

基于质心频率和BP神经网络的配网故障测距

故障距离越大,零序电流低频分量含量越高,电流频谱呈现出左移趋势;故障合闸角越接近90°,电流频谱高频分量含量越高;过渡电阻阻值越大,电流频谱低频分量含量越高。据此,提出了基于质心频率的频域故障测距方法。运用质心频率描述电流频谱整体分布特征,过渡电阻、故障距离、故障合闸角对电流频谱的影响通过质心频率刻画,运用BP神经网络模拟过渡电阻、故障距离、故障合闸角与频谱特征量质心频率之间的映射关系,完成测距。同时提出了应对质心频率-故障距离关系曲线不单调特殊情况的辅助判据,结合质心频率曲线与辅助判据确定最终故障位置。测距结果表明,该频域测距方法对混合线路及带分支馈线测距具有明显优势,能适应配网复杂的网架结构,并能够在训练样本数量不足且存在误差时准确测距。     

利用单相跳闸后信息的输电线路单相接地单端精确测距方法

输电线路单端阻抗测距方法受过渡电阻和对端系统阻抗的影响,测距精度较低。输电线路单相接地故障普遍采用单相跳闸的运行方式,非全相运行过程仍包含对端系统信息,使单端精确测距成为可能。现存的利用单相跳闸后信息的测距方法利用简单的R-L线路模型,未考虑线路分布电容、相间耦合、潜供电流等因素影响,针对该问题,本文基于分布参数模型,利用故障后以及单相跳闸后两个时间断面的信息描述输电线路方程,能精确计算出包括对端系统电动势、对端系统阻抗、故障距离和过渡电阻在内的所有网络未知参数。本文理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度,能够满足现场应用的要求。     

使用两端电气量故障测距算法的研究

以分布参数作为高压输电线路的模型,提出了利用线路一端电压电流和另一端电流（或电压）的测距方法。根据故障类型可求出两端数据采样不同步角δ,可对不对称短路故障进行准确测距。其测距精度不受对侧系统运行方式变化的影响。仿真计算表明,该方法有效。     

三角形环网输电线路故障测距新算法及其实现

利用本侧信息定位输电线路短路点的测距算法,通常是基于双端模型。中提出的三角形环网中输电线路故障测距的单端工频电气量方法具有如下特点：①故障定位精度不受故障线路对侧系统阻抗变化和负荷电流的影响。②定位单相故障时,不需要输入故障前信息。③采用ＲＬＣ全分布线路参数模型。大量的暂态仿真结果表明,此方法有效。     

基于单端电气量的故障测距算法

本文提出了一种单端故障测距算法。根据零序电网不含负荷的特点，利用故障相电路和零序等值电路，推导出了一个精确的接地故障测距模型，消除了接地过渡电阻和对端运行状况的影响。本算法不同于以往的基于频域的正弦稳态算法．利用拉氏变换与Z-变换的关系，由频域变换到Z域，再进行Z反变换转换到时域，是一种基于时问域的测距算法。文章先对该方法进行了理论推导，然后利用EMTP对其进行数字仿真，结果证明了该算法的正确性。     

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,     

基于TensorFlow框架的有源配电网深度学习故障定位方法

随着大规模分布式电源(DG)接入配电网,配电网的结构由传统的辐射型变为多端电源结构,传统的故障定位方法不再完全满足含DG的配电网系统,对此提出一种基于深度学习的有源配电网故障定位方法。首先通过馈线监控终端采集过电流故障数据与节点电压数据,结合各电源出力数据,形成故障数据向量;然后使用Tensorflow构建基于全连接网络的深度神经网络模型,挖掘故障数据向量与故障支路之间的映射联系,形成故障定位模型;最后利用该模型在线定位故障并验证其有效性。模型测试结果表示,与反向传播神经网络、学习向量量化神经网络模型相比,深度学习模型收敛速度更快,故障定位准确率更高,同时在数据畸变或缺失时,模型具有较高的容错性。     

基于GPS的新型输电线路故障定位装置的研制

输电线路故障定位一直是电力系统亟待解决的难题。针对单端法故障测距易受过渡电阻的影响,提出了一种基于全球定位系统（ＧＰＳ）的双端同步采样的输电线路故障定位方法。基于此原理研制了新型的故障定位装置的样机,动态模拟实验表明它完全克服了过渡电阻的影响,且定位精度不受故障类型、故障点位置、故障发生时刻和电力系统运行条件的影响。动模实验结果还表明,在各种故障情况下定位误差均地１％。     

一种适于高阻接地的单端时域测距算法

单端时域故障测距的难点在于单相经高阻接地故障问题。为了解决该问题,针对传统单端时域测距算法在处理单相经高阻接地中所存在的不足,提出了一种基于电流相差估计的单端时域算法。该算法能根据过渡电阻的大小自动补偿故障距离的测量误差,具有对过渡电阻的自适应特性。算法的核心是建立过渡电阻、故障距离及电流相差角之间的约束方程组,其电流相差角用序网络的参数来表示,将过渡电阻和故障距离作为未知参数,利用最小二乘法对参数进行求解辨识,以实现准确的故障测距。EMTP仿真表明,该方法对于经过渡电阻的接地故障具有较高的测距精度。     

考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法

为减少线路参数不确定性对配电网线路故障定位结果的影响,提出一种考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法。通过分析配电网线路中故障行波的传输特性,考虑预设故障点与真实故障点位置关系,定义线路端点的预设偏移值,建立了以预设故障点与行波波速为变量,总预设偏移值最小为目标的优化模型。利用灰狼优化算法下最小预设偏移值的求解原理,提出了预设故障位置与行波波速的选择方法,减少行波波速不确定性对配电网故障定位的影响,实现精确的故障定位。仿真结果表明,所提方法能够有效辨识故障支路和精确定位故障点,定位结果不易受线路参数不确定性的影响,有效提高了配电网故障定位的精度。     

基于多端故障电流匹配的配电网故障定位方法

为了克服配电网故障定位方法在高渗透率分布式电源（DG）接入下适应性较差的问题,提出了一种基于多端故障电流匹配的多源配电网故障区段定位方法。首先借助对称分量法分解电源端工频电流序分量,建立DG等效模型;然后利用电源提供的电流故障分量与故障距离有相关性的特性,建立特征匹配函数并依次遍历各节点;最后根据特征值最小的2个相邻节点实现对故障区段的辨识。针对故障信号微弱问题,提出了相对距离可信度权值与相对容量可信度权值对匹配函数进行改进,并提出区段融合规则,以提高定位准确率。在ETAP仿真平台搭建了4节点系统和IEEE 33节点系统进行仿真,结果验证了所提方法适用于高渗透率DG接入下的故障定位,且正确率较高。