高压直流输电线路单端故障测距组合算法

行波波速的选取和反射波头的识别是影响单端行波测距精度和可靠性的主要因素。基于故障行波的时频域特征,提出一种行波法和固有频率法相结合的单端故障测距算法。利用行波固有频率计算出故障点位置的粗略值,确定故障反射波达到母线测点的时间范围。利用集成经验模态分解算法提取的行波高频分量,对反射波头进行有效识别并获取测距所需的精确时间参数,同时将该高频分量对应的行波波速利用到行波测距中,解决了波速选取的难题。PSCAD仿真结果表明,该测距算法可有效识别行波波头,且测距的精度得到明显提高。     

高压输电线路的故障测距方法

高压输电线路的准确故障测距是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一.比较全面地讨论了故障测距方法及其研究现状.根据各测距算法采用的原理不同,将其分为故障分析法和行波法两类,在简单介绍故障分析法之后,重点对行波法的行波获取、波头识别、波速确定等问题以及单端、双端和多端行波测距算法分别进行了分析、对比和讨论,并在此基础上总结得出了行波法中仍需解决的问题和可能的解决办法以及各种测距算法的优点和存在的问题.指出了每种测距算法的适用范围和应用局限性.最后,对高压输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望.?＃     

与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法

基于行波测距原理,提出一种不受波速影响的柔性直流输电线路单端故障测距算法。由于柔性直流输电线路两侧并联大电容,行波在母线处发生全反射。通过对波头的跳变强度和极性,以及在时间轴上的位置关系等3个方面进行分析,为初始反行波和初始前行波首次到达母线测点的时间、以及初始反行波经故障点反射后第二次到达测点的时间的识别和标定提出一套可靠依据,进而推导出一种测距算法。PSACD仿真结果表明,该算法原理正确,具有较高的测距精度。     

高压输电线路的故障测距方法

高压输电线路的准确故障测距是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一。比较全面地讨论了故障测距方法及其研究现状。根据各测距算法采用的原理不同,将其分为故障分析法和行波法两类,在简单介绍故障分析法之后,重点对行波法的行波获取、波头识别、波速确定等问题以及单端、双端和多端行波测距算法分别进行了分析、对比和讨论,并在此基础上总结得出了行波法中仍需解决的问题和可能的解决办法以及各种测距算法的优点和存在的问题。指出了每种测距算法的适用范围和应用局限性。最后,对高压输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。     

基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距新方法

针对输电线路故障测距中工频法和行波法在不同情况下的缺点,本文提出了一种基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距的新方法。首先根据故障发生的位置将输电线路划分为5个区间,利用双端数据结合双端不同步工频法进行初步测距,确定故障发生的区段,为行波法识别行波波头提供可靠性保证;然后根据工频法确定的故障区段采用不同的测距策略,利用波头到达时间与波速、线路长度之间的关系建立方程组消除波速不准的影响,同时引入比率变量表示测距结果以降低因线路长度变化造成的影响,进而提高了测距的准确性和可靠性。仿真实验表明了算法的有效性。     

基于非接触式行波采集的分布式高压直流故障测距方法

为提高高压直流输电线路故障测距的精度和供电可靠性,提出一种基于非接触式行波采集的分布式高压直流高阻故障测距方法。该方法采用分布式安装方式,基于空间电压、电流行波电磁场的宽频带检测技术,采用宽频带电磁场传感器实现对暂态行波信号的无失真采集;研究了动态自适应波速算法,利用行波采集终端分布式安装的特点,通过在线测量不同线路区段的实时故障波速,对故障段的行波波速进行矫正计算,避免了波速误差对测距结果的影响,有效提高了测距精度。分布式行波采集终端不需要安装在输电线路上,避免了设备安装和维护导致的停电。仿真及现场试验验证了方法的有效性和实用价值。     

基于行波瞬时频率的高压直流输电线路故障测距方法

在线路行波类测距方法中,存在行波到达时刻与行波传播速度难以有机统一的问题。在研究直流线路故障行波速度与行波到达时刻的特定瞬时频率关系的基础上,分析瞬时频率影响行波测距的机理,提出一种基于行波瞬时频率且波头到达时刻与波速相有机统一的故障测距思想。利用改进的希尔伯特–黄变换形成故障暂态信号的时频图,依据时频图标定行波到达时刻与该时刻特定的瞬时频率,再经由瞬时频率求取相应的波速度,形成高压直流线路故障测距实用算法。在PSCAD软件上进行的仿真测试,表明所提测距方法及其算法受过渡电阻、故障类型影响较小,不同故障距离下测距精度都较高,也得到了现场实测数据的验证。     

高压直流输电线路故障测距研究综述

高压直流输电线路的距离长、跨越的地区地形地貌和环境气候差别很大,故障概率高。对故障测距的准确度要求也高。因此,提出了描述分布参数线路电气特征的波动方程作为故障测距原理的基础,针对时间、频率和空间三个角度,分别对提出的行波法、固有频率法和故障分析法进行了技术梳理与总结,明确了以行波法为主、固有频率法和故障分析法协助提高测距可靠性的整体技术方案,并就高阻接地弱故障启动、波头振荡、反射系数频变等行波测距法现存的问题给出了后续的改进思路和方案。     

基于宽频信息的高压直流输电线路行波故障测距方法

针对目前直流行波故障测距精确度较低、对运行工况和故障条件适应性差的问题,提出了基于宽频故障信息的行波测距方法。首先,对直流故障行波的变波速特性及其与宽频信息之间的内在联系进行了深入分析,揭示了其对行波测距的影响机理。在此基础上,提出了基于宽频故障信息的行波测距变波速处理方案,有效解决了行波测距中的波速选取问题,提高了现有测距算法的测距精度。进一步,将该方案与模量传输时间差原理相结合,形成了无需检测故障行波第二波头的新型单端测距算法,具有较强的实用性和可靠性。在EMTDC环境下,以天广直流系统为背景进行了仿真分析,相关结果验证了所提测距方法的有效性和实用性。     

一种改进行波时频复合分析的杆塔故障定位方法

基于时频复合分析的行波故障定位方法依赖于固有频率法的测距可靠性。为进一步提高该方法的测距精度及可靠性,提出一种改进的时频复合分析行波杆塔故障定位方法。首先分析两侧故障信号,分别得到主固有频率,采用改进的固有频率法初步得到故障点位置;然后利用小波工具对信号进行时域分析,根据固有频率法得到的故障位置推导故障点反射波头到达母线的时间;最后由线路两端故障点反射波与初始行波的时间差之比进行杆塔故障定位。EMTP联合Matlab仿真分析表明,该方法提高了固有频率法测距稳定性,有利于时域分析。同时,对400 km线路的杆塔定位误差在400 m以内,耐受过渡电阻达350?,在线路长度变化3 km情况下不影响故障测距。     

复杂输电网行波故障定位方法

为了解决故障发生在双回线路(或多回线路)或故障线路两端某个变电站行波定位装置时间记录失败时,可能出现的双端行波定位算法失灵的问题,论文提出了复杂输电网行波故障定位方法。该方法依次假设电网中每一条线路为故障线路,采用保留故障线路的Dijkstra算法得到经过故障线路的计算路径。若计算路径存在冗余,则根据网络定位算法直接得到故障定位结果;若计算路径不存在冗余,则对输电网络实施单端行波定位装置增配方案,确保网络中任一行波定位装置时间记录失败时故障定位的可靠性。其次,论文还提出了一种复杂测量网络简化方法,能够简化网络定位算法的计算过程,提高定位计算的速度。最后对株洲实际电网进行仿真验证分析,结果表明,该方法实现简单,定位可靠性高,工程实用性强,能够解决复杂输电网的故障定位问题。     

基于CRS-LMD和SVD的MMC-HVDC线路故障测距方法

直流输电线路故障行波波速不确定、波头提取困难以及噪声干扰等因素制约了直流电网中故障测距技术的应用。为了降低上述因素对定位准确性的影响,提出一种基于局部特征有理样条插值均值分解(LMD based on characteristic rational spline, CRS-LMD)和奇异值分解(singular value decomposition, SVD)的故障测距方法。首先,利用特征尺度选取最优极点系数,结合有理样条插值调节拟合曲线的松紧程度,实现对故障电压行波的局部均值分解。其次,采用奇异值分解对故障行波波头进行准确提取。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了张北±500 kV柔性直流电网的仿真模型,模拟各种故障情况并输出故障数据,利用Matlab对故障数据进行处理并验证定位算法。最后,仿真结果表明,所提故障测距算法在不同故障距离和故障类型下均能实现故障测距,且在叠加噪声和过渡电阻的情况下也能保障较高的精确性。     

基于优化小波神经网络的输电线路行波故障测距

针对单端行波故障测距方法中故障点反射波与对端母线反射波的识别问题,提出了一种改进粒子群算法优化的小波神经网络的故障测距模型。提取保护安装处检测到的行波波头时间值与反向行波线模分量的李氏指数作为行波特征值,利用小波神经网络拟合行波特征值与输电线路故障距离之间的关系,构建小波神经网络故障测距模型,利用该模型可以直接得到输电线路的故障距离。在标准粒子群算法中引入遗传算法变异因子,利用改进后的粒子群算法作为小波神经网络的训练算法,优化小波神经网络的权值与阈值参数,加快了小波神经网络故障测距模型的收敛速度,并提高了输出结果的精度。仿真结果证明,该方法有效且可行。     

基于数学形态学的多端柔性直流系统故障测距方案

通过分析多端柔性直流系统直流线路故障后故障电压行波的传播特点,利用能够同时检测信号突变时刻和突变极性的数学形态学滤波器,设计采用双端信号进行故障测距的方案。通过对行波波头间隔取均值,提高了在线路端口附近故障时的测距精度。利用估计的行波速度,确定行波波头的查找区间,提高了测距的抗干扰能力。该方法无需线路参数信息和两端数据同步,采样频率要求较低,抗噪声能力强。搭建了三端柔性直流系统进行仿真分析,仿真结果表明所提故障测距方案在各种情况下均可得到较高精度的测距结果。     

基于VMD和SDEO的低采样率行波故障定位算法

针对传统行波测距方法易受波速不确定性影响和需要在较高采样率下才能保证测距精度的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和对称差分能量算子(SDEO)的低采样率行波故障定位算法,该算法充分利用了初始行波波头的到达时刻和线路长度来消除波速对故障测距的影响,提高了定位精度。并将变分模态分解和对称差分能量算子相结合,利用分解的模态稳定性强的优点和能量算子优异的跟踪信号奇异性的特点,使该算法在较低采样率下也能精确地检测出波头的瞬时能量突变时刻,从而准确定位故障的发生点。EMTP仿真结果验证了所提方法的测量精度较小波故障定位方法有所提升,而且能够节约设备成本,适合于工程实际中的应用。     

直流输电线路行波测距的误差机理及改进策略

针对目前直流输电线路行波测距精确度较低的问题,对测距误差的产生机理和典型的直流行波测距原理进行分析,指出波头到达时间的标定和行波波速的选取是影响直流行波测距精确度的两个关键因素;通过行波测距的误差计算公式的推导,明确了波头到达时间的标定误差和行波波速选取误差对测距精度的影响规律。以天广直流线路工程为例,分别探讨了波头到达时间的标定和波速选取中存在的问题,并提出了相应的改进策略,仿真结果验证了分析结论和改进策略的有效性。     

基于电流微分初始值的VSC直流配电系统线路故障定位方法

在分析基于电压源型变换器的直流配电系统线路发生单、双极故障时电压、电流时域及频域故障特性方程的基础上,推导得到电流微分方程,并利用不同故障类型下的正极、负极电压和电流突变量进行故障判别,根据故障电流微分初始值推导得到故障定位方程。通过联立回路方程解决过渡电阻问题,并利用插值算法对传统的差分算法进行改进,解决了差分算法替代微分值存在的要求采样频率高、误差大的问题。仿真结果验证了所提定位方法的正确性和可行性,表明了所提方法计算简单、定位精度高。     

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。     

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。     

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.