基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法

针对现有配电网故障定位算法存在实现复杂、经济性差等方面的不足,提出一种基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法。通过分析配电网的拓扑和故障行波的传输路径,定义配电网的有效支路和参考节点,计算故障发生前后的固有距离矩阵和故障距离矩阵差值,建立故障分支判定矩阵,得到相应的故障分支判定原理与定位方法。考虑配电网运行经济性,在行波采集装置最优配置的原则下,构建分支系数函数W实现非有效支路故障的准确判定,并通过改进的行波定位方法定位故障点。仿真结果表明,相比于现有配电网故障行波定位方法,所提方法简单易行,在配置有限数量的行波采集装置时仍能准确判定故障支路,实现故障点的精确定位,且定位结果不受故障类型和过渡电阻的影响,有助于提高现有行波定位方法的经济性,促进行波定位方法在配电网的工程应用。     

基于全网故障可观测的配电网行波定位装置优化配置方法

配电网结构复杂、分支线路众多,利用较少的行波定位装置实现全网故障定位具有显著经济效益。基于此,提出了一种基于全网故障可观测的行波定位装置优化配置方法。首先,引入树形结构图,定义配电网线路各节点间的层级关系。并根据行波传输特性,提出了装置配置基本条件：在目标配电网树形结构图中,邻接节点与其父节点至少有一个节点配置装置。将该基本条件作为约束,建立以装置数量最少化为目标函数的数学模型。模型中引入权重系数,量化线路长度、历史故障率对装置配置需求程度的影响。最后,使用改进灰狼算法求解模型最优解,形成最优配置方案。仿真算例结果表明,基于所提优化配置方法,在满足定位精度的前提下可显著减少行波定位装置数量、降低投资成本,故障定位误差小于100 m。且在线路N1情况下具有一定的适应性,满足实际工程需求。     

配电网行波测距装置布点研究

配电网行波测距装置的配置影响着故障测距的准确性和系统的经济性。现有关于行波测距装置配置的研究多集中于输电网,缺少对配电网行波测距装置配置的研究。分析配电网行波信号的衰减特性,研究分支数量对行波信号传输的影响以及分支线对故障定位的影响,提出在配电网架空线上分散安装行波测距装置的初步配置方案。该方案减小行波测距装置检测信号的衰减,并且克服了配电网分支扩展时仅在变电站配置行波测距装置会得到伪故障点的缺陷,为配电网行波测距装置的配置提供了一种新思路。最后,使用ATP进行仿真验证,结果表明了分析的正确性以及该方案的可行性。     

基于图论的电网故障行波定位装置最优配置算法

为了确保全网故障行波定位系统的可靠性和经济性,基于图论,提出了一种网络故障行波定位装置最优配置算法.通过分析指出,不同的网络结构和具体的故障点位置影响故障行波第一波头最短传输路径,进而影响故障行波定位装置的配置.该算法首先依次将网络中的每条线路设置成故障线路,采用保留故障线路的Floyd算法将复杂网络转化为简单网络,然后根据简单网络中故障点位置将故障线路两端的节点划分成2个数组,对所有故障情况下故障线路两端的节点分别取最小公共集,即得到需要配置定位装置的节点;并对影响网络故障定位算法的特殊情况提出了相应的增配方案.该算法建立在网络故障行波定位原理之上,网络故障定位结果证明了该配置算法的可靠性.     

单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端行波相结合的配电网单相接地故障定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

单-多端行波组合的配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端相结合的配电网单相接地故障行波定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距,并进行信息融合,得出最终定位结果。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。     

电网行波故障定位装置的最优化配置及其改进算法

通过分析行波在电网中的传输特性,根据传输线路故障后的行波方程和电网络拓扑结构,提出了一种基于多自由度的行波装置最优化配置和定位算法。该算法根据行波在电网中传输的自由度,通过求解最大非奇异子集获得最优化配置结果。通过该算法不仅能得到行波故障定位装置的最优化配置,还能有效避免断路器状态的不可靠信息,如断路器发生误动或者拒动对故障定位的影响。利用经过多自由度优化配置的行波装置,通过多点协调实现故障定位。仿真分析表明,该算法简单、可靠,而且能有效地节省行波定位装置的投资成本。     

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。     

电网故障行波定位装置优化配置方法

现有的电网故障行波定位装置优化配置方法,算法复杂,不易操作,为此提出了一种电网故障行波定位装置优化配置方法。该算法通过分析电网中任意变电站到故障线路两端变电站的最短路径差与故障线路本身长度之间的关系,可将所有变电站分为两组,求其最小合集,该集合上元素即为需要装配行波定位装置的变电站。实际系统的配置分析和仿真结果表明提出的优化配置方法实现简单,可以在不影响定位可靠性的前提下减少定位装置的布点,从而有效节省投资。     

多分支配电网故障选线方法研究

配电网结构复杂,故障电流弱,且存在间隙性电弧,分支多,故障选线困难。为解决传统的选线方法准确率低,无法准确采集到行波信号而导致故障选线失败等问题,提出了基于行波信号的配电网选线方法。该方法以双端行波定位法为基础,对行波检测装置进行优化配置,选择性的在配电网分支末端变压器端安装行波采集装置;将行波装置两两组合,组成多组定位系统,获得初始行波的波头到达时间;准确排除非故障线路,确定故障区间;融合多组系统的故障区间,取其交集,最终实现配电网的精确故障选线。EMTP仿真结果表明,该方法能准确地实现配电网的故障选线。     

基于遗传算法的电网故障行波定位装置的优化配置

为了提高电网故障行波定位系统的稳定性和经济性,提出了一种电网故障行波定位装置的优化配置方法。该方法首先根据配置规则建立的约束关系进行故障行波定位装置的初始配置,然后运用遗传算法对得到的初始配置方案进行优化,最后对于行波定位装置配置数目相同的方案根据配置冗余度进行方案优选。该方法将优化过程与配置过程有效结合,可缩小遗传算法的寻优范围,从而提高遗传算法的求解速度。最后对某系统进行仿真验证表明,经过优化后的配置方案可以在不影响电网故障定位鲁棒性和准确性的基础上适当减少故障行波定位装置的配置,有利于节约投资。     

基于网络故障的行波定位装置的优化配置方法

随着行波定位装置应用的电压等级越来越低,低电压等级电网的站、线数量多,拓扑结构复杂,如何经济、合理地配置行波定位装置,实现故障定位的全网覆盖,具有重要意义。在行波网络定位算法的基础上,提出了一种网络分解的行波定位装置优化配置方法。该方法通过分析每个变电站与故障线路的连接关系,用简单网络代替原网络中复杂的连接关系,求出各条故障线路下的有效变电站,最终获得全网行波定位装置配置方案。在此基础上,以每退出一套装置导致的网络定位算法失效的线路长度,决定所有装置的安装顺序,并以某输电网络为例,验证了所提算法的可行性及有效性。     

基于初始波头广域传输路径的行波定位单元优化配置

提高定位装置利用率缩减成本是广域行波测距研究的重点之一。行波传输路径与故障位置有关,文中将网络中的所有线路预设为故障支路,并考虑故障位置分别为线路两端部分的严重情况,将复杂网络简化为不含环路的网络,进而分析初始波头的传输路径,从而求取公共配置集。考虑了线路退出运行的情况,基于配置集合建立约束条件,利用基于模拟退火的粒子群优化算法求取最优配置方案。该方案能够保证系统中任意位置出现故障均能够被观测,同时结合D型行波法和组合测距算法,有效降低广域测距定位单元配置数目。仿真结果证明了配置方案可行性。     

基于分布式行波检测的配电网单相接地故障定位方法

为解决复杂树型配电网长期存在的单相接地故障精确定位难题,分析了故障行波模量的传输特性,提出了一种基于两种行波原理组合的故障定位新方法。该方法首先建立多端定位算法查找故障主干线路,缩小故障定位范围;然后提出基于行波模量时差的双端定位算法,利用行波线模分量与零模分量的行波传输时差准确计算故障距离;最后,综合利用多端与双端定位结果确定故障精确位置。经仿真验证,该方法仅需在部分配电线路末端安装行波定位装置即可实现配电网全网线路的精确故障定位,有效节省了装置投资成本,具有数据处理量少、算法实现简单等优点。     

基于整个电网行波时差的故障定位方法

在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置,线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间,由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间,并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同,该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明,该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位,有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。     

基于节点电压差值的配电网故障定位方法

针对基于微型同步相量量测(μPMU)的配电网故障定位方法存在经济性与定位精度有待提高的问题,提出了一种基于节点电压差值的配电网故障定位方法。通过分析配电网节点电压的故障特性,定义了节点电压计算值与量测值的差值指标W。然后,利用节点电压计算值与量测值之间的数值关系,建立了有限量测装置情形下的配电网故障支路辨识原则。进而,根据故障支路两端节点的量测数据,利用末端节点注入电流后线路间节点电压变化值与末端节点量测电压变化值间的关系,提出一种基于线路末端节点电压差值的故障定位方法。仿真表明,所提方法可以实现有限量测装置情形下的故障准确定位,且定位结果受故障类型、过渡电阻、量测误差的影响较小,具有较好的抗线路参数和节点负荷变化的能力。     

基于双端行波的T型线路故障定位方法

针对现有输电线路双端行波故障定位方法研究的不足,提出一种基于行波线模时间的双端行波定位新方法,通过测量线模首波头到达线路两端的时间,得到与波速无关的故障定位公式。在深入研究T型输电线路故障支路识别和故障点定位的基础上,提出利用T型线路三端线模时间的故障距离方程组和线路固有关系建立的判别方法,直接进行故障支路判别和故障点定位,改变根据支路判别关系推出故障定位公式的传统思路,解决了T节点附近故障时支路判别问题。该方法只利用故障初始行波,便于故障的识别。ATP/EMPT仿真验证所提方法简单可行,定位误差小,具有很高的可靠性。     

C型行波法在配电网故障测距中应用之研究

为解决配电网故障定位问题,使配电网故障定位自动化,以减少巡线工作量和用户停电时间,提出了利用C型行波法对单相接地故障进行故障测距的方法。该方法基于C型行波定位理论,通过在线路始端注入一高幅值脉冲,使用高采样率采集装置在始端接收返回波形,再选取适当的滤波器进行数字滤波滤除噪声提纯有用信号,并使用隔点差分的方法确定行波在线路始端和故障点之间返回所用的时间,从而在较短时间内计算出故障距离。同时,通过分析行波在带分支线路中的传输过程,提出了确定简单配电网络的拓扑结构的方法。经过理论分析、ATP仿真及实验室模拟实验,并对所得数据进行有效分析,证明了该方法的正确性,也说明该方法在配电网故障定位中是实际可行的。     

一种电网故障行波定位装置的优化配置算法

在研究行波定位装置的优化配置基础上,提出了一种用于配置行波定位装置后电网系统可观测性的判断方法,以保证电网系统所有支路可被检测为约束条件。以配置最少的行波定位装置和保证相同配置数目下配置方案具有最大量测冗余度为目标,构造了行波定位装置最优配置问题的数学模型,对于这个多目标优化问题,需要找寻一组全局最优解,应用二进制粒子群算法求解该问题可以得到满足条件的多种行波定位装置配置方案,对于多种可行方案引入冗余度指标进行优选从而得到最优的配置方案。最后,以某电网系统为例仿真验证该方法的可靠性。     

基于无线传感装置的配电网故障定位与自愈系统研究

当前的配电网故障分析中,依然存在接地故障选线不可靠、接地故障无法自动定位与隔离以及难以恢复非故障区段自动供电等问题。据此,提出了一种基于无线传感装置的配电网故障定位与自愈方法。该方法首先基于场感应原理设计了非接触式的无线电压、电流传感装置,该装置具有较高的可靠性、灵活性与经济性;其次提出可适应于含有多T接线路的基于双端行波测距原理的故障选线与定位方法;最后将通信系统、GPS系统、GPRS系统与现有配电网自动化系统进行协调与配合,构成了配电网故障定位与自愈系统。研究分析表明,通过开发配电网故障定位与自愈系统,可有效提高配电网运行的可靠性,具有重要的理论与实际应用价值。