小波分解结合PSO-DBN的高压直流输电线路单极接地故障测距

针对已有故障定位方法的不足,提出了一种小波分解结合深度信念网络DBN的故障定位方法。对不同故障距离、不同过渡电阻下的线模、零模电压进行分析,推导出故障距离与小波分解各尺度模极大值之比的非线性关系。以小波分解模极大值之比作为故障特征,在MATLAB平台上搭建DBN故障定位模型用粒子群优化算法对模型参数优化,仿真结果表明所提方法测距精度较高,过渡电阻耐受能力较强。     

基于零模-线模波速差的配电网单端测距新方法

针对传统行波定位法应用在配电网中产生测距误差大、成本高的问题,提出一种结合单端法与双端法优点的波速差定位新方法。对量测端采集的电压行波信号进行相模变换,得到线、零模分量;利用小波变换模极大值在第五尺度下标定故障初始波头;利用基于零模、线模波速差的单端测距法同时进行单独测距,综合两侧的测距信息后判定出具体的故障位置。PSCAD仿真验证表明,与传统单端测距法对比,该文方法不受过渡电阻、故障初始相角及分支点的影响,具有较好的故障测距准确性。     

基于小波模极大值的单端行波故障测距

将小波变换对信号奇异性的检测功能应用到输电线路的测距中,根据故障行波电流信号线模分量的模极大值性质,提出一种故障测距方案,该方案经过PSCAD/EMTDC仿真验证,具有较高的可靠性和精确性,不受过渡电阻、故障类型及故障距离等的影响.     

基于小波模极大值的单端行波故障测距

将小波变换对信号奇异性的检测功能应用到输电线路的测距中,根据故障行波电流信号线模分量的模极大值性质,提出一种故障测距方案,该方案经过PSCAD/EMTDC仿真验证,具有较高的可靠性和精确性,不受过渡电阻、故障类型及故障距离等的影响。     

利用模量传输时间差的特高压直流线路故障测距

故障行波零模分量与线模分量到达线路端测距装置处的时间差与故障距离之间呈非线性关系,反向传播BP神经网络具有良好的非线性逼近拟合能力,可以利用BP神经网络对这种关系进行拟合以达到故障测距的目的。以小波分解各个频带下模量传输时间差为输入特征量、故障距离作为输出特征量,对神经网络进行训练,形成故障测距神经网络模型。仿真表明该基于模量传输时间差的特高压直流输电线路单端故障测距神经网络算法精度较高。     

基于小渡分析的超高压输电线路故障定位的研究

将小波变换对信号奇异性的检测功能和滤波特性应用到超高压输电线路的测距和选相中，将行波模分量和初始电流的工频段分量结合起来构造新的选相判据；利用线模、零模小波速换的模极大值与突变点的对应关系，确定故障初始行波到达线路两端的时刻来计算故障点的距离。大量EMTP的仿真结果表明：该方法具有选相准确、完全能消除接地电阻影响、定位精度高的特点，且基本不受故障类型、故障电压相角大小、故障位置的影响。     

基于行波检测式电缆故障测距的研究

利用小波变换的性质及暂态电压行波与小波变换模极大值的关系,并通过比较波头极性,准确捕捉初始行波与故障点反射波波头到达时刻,确定行波运行时间,完成故障测距.并通过仿真证明了测距的准确性.     

基于波前陡度的输电线路单端行波故障测距

输电线路单端行波故障测距方法中故障点反射波头识别困难.故障初始行波的波前陡度与故障距离相关,文中分析了波前陡度与故障距离的关系,提出了波前陡度与小波波头识别相结合的单端行波定位方法.方法首先对线路故障后记录的单端行波波形求取小波变换模极大值,获取初始波头及各反射波头起始点,再通过首波头波前陡度计算初步故障距离,筛选最接近该距离的小波模极大值以确定故障点反射波头并进行精确测距.算例结果证明了该方法的有效性.     

输电线路暂态电压行波的故障特征及其小波分析

分析了电压行波的基本故障特征 ,给出了电压行波故障特征的新的数学描述———小波表示。建立起了电压行波的故障特征和小波变换模极大值之间的联系 :通过有限个具有明确物理意义的小波变换模极大值 ,完整、清晰地刻划了暂态电压行波的故障特征。为构造性能优良、可靠的行波测距和行波保护奠定了重要的数学基础。     

暂态初始行波相位比较法接地故障选线研究

分析了非有效接地电网中单相接地短路故障行波的特性,运用复频B样条小波(CFBSP)分析了故障初始过程中奇异的行波O模信号,得出此时故障线路电流行波O模量的小波系数的极大值极性及相位与其他线路正好相反的结论.在适当的小波尺度下,比较各线路故障初始过程中电流行波O模量的小波系数的极大值极性及相位,就能够识别出单相接地的故障线路,完成故障选线.并证明了故障点间歇电弧、过渡电阻、变压器的接线方式及其中性点接地方式对本方法的影响很小.通过仿真试验,证明了方法的正确性、有效性和通用性.     

Fault location for power grid based on transient travelling wave data fusion via asynchronous voltage measurements

Considering the complex topology of power grids and their important application, finding an effective fault location algorithm is mandatory. This paper presents a fault location method for power grid based on transient travelling wave data fusion and asynchronous voltage measurements. Firstly, the refraction regularity, attenuation rule and main factors affecting the amplitude of the initial travelling wave are analyzed. Then the modulus maxima of detail coefficients, treated as the feature variables of the initial travelling wave, are extracted via wavelet transform. At last, according to the configuration of the measuring points, fault location scheme based on data fusion theory is proposed. In data level fusion, phase-mode and wavelet transform are carried out in order to obtain the feature variables. In feature level fusion, the fault section is determined through the fault feature variables filtered by the network topology and the artificial neural network is used to fit the relationship between the fault distance and the time difference of arrival between single-terminal aerial-mode and zero-mode voltage. In decision level fusion, the double-terminal fault location algorithm based on the single-ended uploaded data is proposed. The IEEE 30-Bus System is simulated in PSCAD/EMTDC and the fault location algorithm is carried out in MATLAB. The simulation results demonstrate that high-precision fault location could be realized and that practicality and economy are improved without requirements on synchronous sampling.     

基于广域行波波头频率分量幅值比信息的输电网非同步故障定位

现有电网行波故障定位方法大多依赖行波到达时间和波速信息,需要精确同步。提出一种利用线模电压初始行波波头频率分量幅值比信息的输电网故障定位方法。该方法基于初始行波波头频率分量幅值的衰减特征和行波最短传播路径,采用虚拟故障点法,利用全网测量点的实际和理论幅值比差值构建故障线路识别判据;在保证训练普适性和少训练样本的前提下,利用径向基函数(RBF)神经网络拟合初始行波波头2个不同频率分量幅值比与故障距离的非线性关系实现故障精确定位。所提方法只需初始行波波头较低的频率分量幅值比信息,无需全网布置测量点和精确同步。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE 30节点系统的仿真模型,仿真结果表明所提方法定位精确、可靠性较高。     

消弧线圈并联小电阻接地方式下的行波故障测距

中国10～35 kV中性点经消弧线圈接地的中压配电网越来越多地采用消弧线圈与小电阻并联的方案。在发生永久性单相接地故障后投入并联小电阻,使故障电流增大,让保护装置可靠动作并断开故障线路。因此,在其基础上进行单相接地故障的测距技术研究极具发展前景和必要性。并联小电阻后将产生电流行波并在到达故障点后反射,反射电流行波幅值较大、特征明显。文中提出了利用投入并联小电阻产生的电流行波来进行故障测距的方法。深入分析了电流行波在线路上的传输特性,以及利用电流行波零模分量和线模分量进行故障测距的单端测距策略。针对配电网的特点,研究了架空线、电缆混合线路的解决方案以及利用多个检测装置信息的综合测距技术。最后,ATP/EMTP软件的仿真结果证明了所提出的故障测距方法的准确性和实用性。     

消除零模波速影响的配电网单端行波故障测距算法

配电网线路分支众多,末端往往具有三相不平衡负载,传统的单端行波法需在复杂的折反射波中提取故障点的反射波,不易实现。而基于模量行波速度差和基于线模行波突变这两种故障测距方法的精确度都受制于不稳定的零模波速度。基于此,将两种方法结合,利用零模检测波速度与传播距离成对应关系的特点,获得不受零模波速度影响的故障定位新方法,该方法避免了传统故障测距算法需要多次从复杂的折反射波中提取信息的缺点,能够简洁、快速、准确地对复杂的分支线路进行故障测距。此方法首先检测故障暂态行波的零模和线模分量到达首端的时间差,然后在首端对三相同时注入相同的高压脉冲并检测线模行波首个波头到达检测点的时间,进而利用稳定的线模波速度进行故障距离的测量。最后,利用PSCAD仿真验证了所提方法基本不受故障位置、过渡电阻大小以及故障初相角的影响,各种情况下绝对误差均在100 m之内。     

基于多模量行波分量相位关系的输电线路单相接地故障定位

为了充分利用模量行波首波头相位信息,克服传统模量行波首波头辨识方法的误差,基于模量行波在输电线路上传播时的畸变特性和色散效应,提出利用双端测量点零模和线模电压行波首波头中同一高频分量相位关系进行单相接地故障定位。所提方法无需双端精确同步,也不依赖于模量行波到达时刻和波速信息。利用PSCAD搭建输电线路模型并进行故障仿真,仿真结果表明了所提方法的有效性与可靠性。     

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。     

基于行波模量速度差的配电网故障测距迭代算法

提出了基于零模检测波速度与故障距离关系曲线的配电网故障测距迭代算法。针对零模检测波速度随故障距离变化较大的问题,通过分析及仿真发现了零模检测波速度随故障距离的变化规律,利用该规律给出了零模检测波速度的距离表达式。将此表达式结合基于零模行波分量和线模行波分量速度差的测距公式,给出了故障测距的迭代算法,避免了零模波速度难以确定的问题。通过ATP及Matlab对该算法进行仿真,仿真结果证实了该方法的有效性和可靠性。     

基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法

结合行波零模分量传播的依频特性和衰减特性,提出基于零模行波波速量化的高压输电线路双端故障定位方法。利用最小二乘法拟合零模行波波速与故障零模行波到达首末端的传输时间差之间的关系。基于故障发生后实际测量行波信号的传输时间差,获取对应首末端的零模行波实际波速代入改进的双端行波测距方程实现故障定位。在PSCAD/EMTDC中搭建500 kV高压输电线路依频特性模型对所提方法进行仿真验证,结果表明该方法基本不受故障位置和故障电阻的影响,具有较高的故障定位精度。     

多分支配电网故障定位方法研究与模拟试验

针对配电网拓扑结构复杂、分支众多导致当前行波故障测距成本不断攀升的问题开展研究,改变配电网内分支线路处行波测距装置配置方案,对无测距装置配置的分支提出双端线零模波速差故障测距方法,实现单相故障定位的全覆盖。利用实物电路元件构建配电网模型,在单相故障的模拟实验中使用高速数据采集卡实际提取模量行波波形并计算模量行波波速,进一步贴合生产实际。试验与计算结果表明,本方法测距精度高,稳定性强,使测距成本明显降低,具有实际推广意义。