基于遗传算法的高压长线路双端故障测距研究

为提高高压长线路故障定位的准确度,提出了一种基于遗传算法的故障定位新方法。该方法基于线路分布参数模型,按照故障线路两端沿线向对端推得的故障点电压幅值相等的原则列写故障测距方程,并通过相量法对电压分布函数的单调性进行分析,得到伪根判别法则的数学表达式;引入遗传算法求解故障测距方程,采用群体搜索和多父体重组策略,自适应和容错能力强且能够保证解群搜索的遍历性和快速性;在一次搜索中算法可求得故障距离的多个解,有利于伪根的判别。ATP仿真结果和实际应用证明了该方法不受过渡阻抗、故障类型及不同步角的影响,计算速度快且精确度高。     

风电场并网输电线路单相接地故障单端测距方法

采用故障后及单相跳闸后2个时间断面的信息构建方程描述输电线路两侧断路器之间的网络拓扑,能够实现输电线路故障单端精确测距。但该方法假设2个时间断面下量测点对端系统阻抗保持不变且故障支路恒定,使得现有立足风电场并网输电线路系统侧开展测距的常规做法失效。针对该问题,提出了立足风电场侧面向于系统侧开展测距研究的思路,克服了量测点对端系统阻抗在2个时间断面下变化的问题;针对测距算法中使用迭代搜索解法带来的风电场侧电流量测值偏小导致的高阻故障测距精度显著下降的问题,提出了不受故障类型影响的直接求解方程测距新算法,能够直接计算得到故障距离和过渡电阻值,不仅实现了精确测距且对于后续的自适应重合闸研究提供了新思路。     

不受线路参数变化影响的故障测距原理研究

为解决由线路参数变化引起的故障测距不准确问题,提出了不受线路参数变化影响的故障测距新原理。该原理采用集中参数线路模型,由传统的故障点等电压原理推导出线路单位长度阻抗的表达式,通过序分量法从原理上消去单位长度阻抗得到测距方程,从而实现参数未知的故障距离求解。仿真计算结果表明,提出的新原理可靠有效,无需迭代搜索求解,测距精度优良,具有良好的实际应用价值。     

基于粒子群-最小二乘混合算法的参数自适应故障测距方法

对于双端故障测距频域法,为了消除线路参数不确定性和双端数据不同步的影响,必须建立多维非线性故障测距观测方程进行求解,其求解方法的有效性将决定测距结果的成败,而目前采用的方法均存在着局限性。为此,利用粒子群优化算法的全局搜索能力与最小二乘迭代算法的快速精确收敛能力,提出一种基于粒子群—最小二乘混合算法的参数自适应故障测距方法。为了提高实用性,还针对前置低通滤波器和具有并联电抗器的输电线路等问题进行了研究。以1 000 kV特高压输电线路故障测距为例,进行全面仿真验证,证明了测距方案的正确性。     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。     

基于粒子群-最小二乘混合算法的参数自适应故障测距方法

对于双端故障测距频域法,为了消除线路参数不确定性和双端数据不同步的影响,必须建立多维非线性故障测距观测方程进行求解,其求解方法的有效性将决定测距结果的成败,而目前采用的方法均存在着局限性.为此,利用粒子群优化算法的全局搜索能力与最小二乘迭代算法的快速精确收敛能力,提出一种基于粒子群一最小二乘混合算法的参数自适应故障测距方法.为了提高实用性,还针对前置低通滤波器和具有并联电抗器的输电线路等问题进行了研究.以1 000 kV特高压输电线路故障测距为例,进行全面仿真验证,证明了测距方案的正确性.     

一种基于非同步采样的双端测距方法

双端测距时线路参数随运行情况变化及双端数据不同步问题,对线路故障准确测距有明显的影响。在不忽略线路首末端电压电流相量幅值可能变化的情况下提出一种消除不同步角影响,利用非线性方程组准确求解线路参数的方法。先利用求解出的线路参数结合双端电气量数据求出非同步角;再利用准确求得的线路参数、非同步角,合理选择故障后双端电气量数据,由测距公式求解出故障距离。算例仿真显示该方法能较大程度提高测量精度。     

基于模拟退火-最小二乘混合的故障测距新方法

输电线路双端频域法故障测距中,考虑线路参数自适应等因素后测距观测方程未知量个数将大大增加.为此,提出一种基于模拟退火-最小二乘混合的输电线路参数自适应故障测距算法,该算法充分利用了模拟退火法的全局搜索能力以及最小二乘法在初值良好情况下快速寻优能力,能有效求解含多个未知数的测距观测方程.基于EMTP的大量仿真计算验证了该算法具有较高的计算精度和稳定性.     

基于在线计算线路分布参数的故障定位方法

为了提高测距精度,提出了一种不需要双端电压电流同步测量的分布参数模型故障测距算法。该算法根据故障后沿线电压的分布规律,在不要求双端数据同步时,利用线路两端故障前电压和电流相量在线计算线路参数;使用一维搜索方法算出故障点的位置,其具体测距算法是采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法以提取相当精确的基频分量。仿真计算表明,该算法估算线路参数和故障距离较准确,无需解长线方程,且不受故障类型、线路参数变化和系统运行方式、过渡电阻等因素影响。     

基于分层分布式神经网络系统的高压架空输电线路故障测距的模型研究

根据目前广泛应用的单端电气量的基频分量实现单回高压架空输民线路故障测距的各种算法尚存在的不足之处,如求解出现伪根或可能存在迭代不收敛的问题,测距结果受对端系统绵影响等。本文运用人工神经网络的理论开辟了故障测距的新途径。提出用基于分布分层式神经网络系统来实现高压架空输电线路故障测距的新方法。经研究和仿真表明：该方法能有效地输电线路故障点的精确定位、测距结果不受故障过渡电阻,对运行方式的影响,且可获得     

一种分步实施故障定位的故障字典法

本文提出了一种按电路功能建立并划分直流故障字典，分步实施故障定位的模拟电路故障诊断。该方法是在构成整个电路直流故障字典时，通过对电路的分析并结合对故障字典的计算机辅助分析，按电路功能将故障字典划分为若干相互独立的故障小字典，对应不同的电路匹配。实时诊断中，先故障区域再故障元件，分步实施故障定位，减少了测试点，提高了实时故障诊断的效率。此方法适用于包含多功能块的大规模电路网络的故障诊断。     

Touch fault calculation method on transmission lines stringing on the same tower based on symmetrical coordinate method

In this paper, a touch fault calculation method is proposed based on the symmetric coordinate method. The touch fault in this paper means that a line‐to‐line short circuit fault occurred on parallel transmission lines stringing on a same tower. It is known that the touch fault occurs very rarely such as the galloping phenomena, and it causes an abnormal voltage rise especially on a low‐voltage transmission line. However, a quantitative analysis method of the abnormal voltage has not been proposed. Therefore, a general analysis method of the voltage profile solution for the touch fault is proposed based on the symmetrical coordinate method. The proposed method is able to calculate the precise voltage and current profile solution efficiently by introducing the similar formation for the touch fault solution same as the general fault solution. Demonstrative result to the application in the touch fault calculation is presented in order to verify the practicability of the proposed method.     

基于函数幅值和线路等分法的双端故障定位研究

由于恶劣天气、外力破坏、绝缘老化、鸟害等原因,输电线路发生短路故障的概率很高。为了准确地找到故障位置和加快线路修复,提出了一种采用电压、电流数据的双端故障定位方法。该方法基于线路两侧不同步数据采用均匀传输线方程推导出新的故障定位函数,利用函数的幅值特性和线路等分法得到具体故障点或搜索范围。最后,MATLAB仿真与计算结果表明,提出的故障定位方法简单易行,定位结果(故障点和搜索范围)符合现场实际巡线需求,能克服过渡电阻和线路两侧数据不同步的影响,适用于各种短路故障类型。     

考虑金属护层耦合的高压电缆单相接地故障定位方法

针对电缆导芯和金属护层之间存在电磁耦合影响故障定位准确精度的问题,提出一种考虑金属护层耦合的高压电缆故障定位方法。该方法通过双τ分布参数模型建立电缆导芯和金属护层耦合关系,利用首末端的电气量,进而确定电缆导芯分布电压的表达式。然后以首末端分别计算的故障点导芯电压瞬时值差值来构造定位判据,同时对不良数据进行有效剔除,采用混沌粒子群搜索法求解故障精确位置。利用PSCAD/EMTDC仿真模型所得数据进行计算,结果表明在不同故障距离、故障电阻下所提故障定位算法都具有较高的精度。     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

基于小波分析的电力电缆行波故障测距

提出了基于小波分析的电力电缆行波故障测距方法。该方法向待测电力电缆注入脉冲电流,利用小波分析对采样信号进行多分辨分析,得到模极大值点的位置,也就是采样信号突变点的位置,该突变点的位置反映了故障点的位置,从而实现电力电缆的故障测距。ATP/Matlab下的仿真计算结果表明,较之于传统的行波测量方法,该方法可以准确识别反射脉冲,降低电缆线路分支和近区故障反射波对测量精度的影响,测距精度不受故障类型的影响,测距误差小于一个采样距离。     

小电流接地系统暂态电流频率特性分析及故障选线方法研究

小电流接地系统选线过程中常常用到暂态高频电流分量,但在高频分量提取过程中其频率范围的设定通常只能依靠经验方法进行。针对这一现状,解析分析了小电流接地系统暂态电流的频率特性,提出了暂态电流频率变化范围的估算方法,有针对性地给出故障线路与非故障线路差异性较大的特征分量,为高频分量频率范围的选定提供了理论基础。在此基础上,利用现有的滤波工具提取选定频带范围的高频分量,并结合相对熵理论计算相对熵系数矩阵,进而辨识出故障线路。仿真结果表明,所提出的选线方法具有广泛的适用性和正确性。     

基于S变换及同步相量测量的输电线路故障定位研究

文中提出一种基于S变换及相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)的输电线路故障定位方法,将双端电压数据经过S变换预处理后,分离出故障波段与正常波段及其电压幅值相位数据,将两组数据之差经相模转换后作为初始数据源,输入故障定位特征函数中,最后通过粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的全局搜索能力求解出定位目标函数的最优解以确定故障位置。仿真实验结果显示,文中方法能够实现故障的准确定位,并能提供更为丰富、可视化程度更高的故障信息。     

基于电流变化的环状直流配电网故障定位方法

针对现有故障测距方法无法同时对单极接地故障和极间故障进行定位,以及利用电容放电阶段进行故障定位时忽略了多端换流站都会对故障点注入电流等问题,提出一种利用故障线路上的全电流分量对多端柔性直流配电网进行故障定位的方法。通过联立与故障点相邻两网孔的电压方程,从算法上解决了过渡电阻对求解故障位置的影响。在simulink中搭建6端环状模型对所提方法进行仿真,结果验证所提方法可以在发生线路故障时能快速识别故障并进行可靠定位,满足直流配电网的故障测距要求。