Hilbert Huang变换应用于高压输电线路故障测距

为提高故障测距的精度、增强自适应性、提高对于低频信号的分辨,提出使用Hilbert Huang方法进行故障测距。将故障点的行波信号首先进行经验模态分解（EMD）,再对分解得到的IMF1进行Hil-bert Huang变换得到信号瞬时频率图,进而找出频率突变点的时间进行行波波头的识别。在介绍了Hil-bert Huang变换基本概念和原理的基础上,进行仿真算例分析,处理行波参数,得出测距结果并进行误差分析,并与小波变换进行对比。实验表明,本方法有效且精度较高。     

一种考虑时域特征的单端行波固有频率测距方法

行波固有频率主成分的精确提取是影响基于行波固有频率测距方法测距精度的主要原因.在考虑行波时频特征的基础上提出一种新的基于行波固有频率的故障测距方法:首先利用小波变换的尺度图得到固有频率主成分的粗略值,并在此频率值的邻域内对信号的时域特征进行分析,提取信号的时域周期,从而得到更为准确的频率值,并据此频率值及系统参数计算故障距离.EMTDC 仿真实验结果表明:该方法能在一定程度上提高故障测距的精度,且不受故障距离、故障电阻、故障初相角和故障类型的影响,能很好地适应不同的噪声水平     

一种基于频率选择的输电线路故障行波测距方法

为解决行波测距法中行波频率过高使测距所需波头幅值降低,进而导致测距失败的问题,本文通过分析频率对行波波头幅值的影响规律,提出一种基于频率选择的故障行波测距方法。首先对故障行波信号做经验模态分解（EMD）,获得不同频率段的固有模态函数（IMF）分量,同时对IMF分量做Hilbert变换和一阶微分处理,提取并绘制不同高频IMF分量对应的幅值-时间曲线,通过选择波头幅值较大且频率相对低的高频IMF分量对行波波头进行检测,在保证波头检测精度的前提下,减少因行波频率过高导致信号衰减加剧的影响,最后结合三端行波测距算法完成故障测距。仿真结果表明,本文所提方法的相对误差在±0.3%以内,绝对误差在±0.9km以内,与传统的瞬时频率定位方法相比,具有更高测距精度。     

基于三端法的HHT行波故障测距研究

输电线行波故障定位的技术关键在于提高捕捉故障行波波头信号到达时间的精确度以及行波波速度的确定。小波变换(Wavelet Transform,WT)是目前主要采用的波头识别算法,而希尔伯特-黄变换(HilbertHuang Transform,HHT)作为分析非平稳和非线性信号一种强大的工具值得深入研究,文章提出了基于三端测距法的HHT行波测距方法。采用Simulink建立输电线路仿真模型,通过haar、db4小波和HHT分析对比,结果表明HHT能更有效地提高故障定位精度,且克服了小波变换需要选择小波基函数和分解尺度的缺点。     

小波变换在超高压输电线路双端故障测距中的应用

研究了基于小波分解的故障测距,对故障行波电流信号进行相模变换,通过小波分解提取出故障分量发生奇异性的时间点,针对以往利用单端行波故障测距存在故障距离检测不准确的问题,采用双端故障测距将行波到达两端的时间相减,可以更准确地定位故障点。实例分析表明该方法有很高的测距精度。     

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。     

计及谐波次自然频率和VMD的混合线路故障测距

基于行波自然频率的故障测距方法依赖于对主自然频率的准确提取,然而针对架空线-电缆的混合线路时,由于线路波阻抗差异且行波折返射较多,会产生混叠的自然频率频谱。为此,一方面需要有效消除频谱混叠,另一方面仅依靠单一的主自然频率进行测距,其提取结果不能得到保证。基于此,本文提出了一种考虑谐波次自然频率和使用VMD算法的混合线路测距新方法。该方法首先对行波信号进行EMD分解,利用Hurst指数筛选IMF作为VMD分解的模态参数,准确地分解了行波信号;然后引入MUSIC算法对VMD分解结果进行频谱分析,提取出故障信号主自然频率及其谐波次频率;最后利用其对应关系计算出故障距离。针对混合线路的EMTDC仿真分析,验证了该方法能够有效消除频谱混叠,并且提高了基于行波自然频率测距方法的可靠性。     

基于VMD与广义S变换的HVDC线路故障定位

针对高压直流输电线路故障定位中存在的输电线路长、故障概率大、测距精度不高以及故障波形含有噪声等问题,提出了VMD分解与广义S变换结合的高压直流输电线路故障测距算法。首先通过变分模态分解(Variational Model Decomposition,VMD)对含噪声的行波信号进行VMD分解,滤去噪声并获得最优模态分量。然后采用广义S变换(Generalized S-transform,GST)计算最优模态分量,生成高时间分辨率S矩阵。并选取S矩阵中的高频分量,识别该频率分量的波形突变点,从而获取故障初始行波到达时刻。最后通过测距公式获得故障距离。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提方法受过渡电阻影响很小,不同故障距离的测距精度很高。经过现场故障行波数据的验证,可以实现在线路范围内快速准确的故障定位。     

考虑线路参数频变特性的小波域行波信号奇异性增强方法

分析了线路参数的频变特性,计算得出行波衰减系数和波速度随频率的变化规律,当行波传输距离增加时,行波波头会发生畸变,行波信号的奇异性会降低,给精确确定波速度和行波到达时间带来了困难,从而降低了行波测距精度。在此基础之上,从行波的传输理论入手提出一种基于线路参数频变特性的小波域行波信号奇异性增强方法,利用卡森公式求出一定频带内行波信号的传播系数,在频域计算得到行波校正函数,在小波域利用快速傅里叶变换对畸变后的行波波头进行补偿,消除或减弱了行波传输中的色散效应,增强了行波信号的奇异性,提高了行波故障测距精度。仿真实验表明,该方法可使现有行波测距法的测距精度得到有效提高。     

基于原子分解和行波自然频率的单端故障测距方法

提出了一种基于原子分解和行波自然频率的单端故障测距方法,首先采用FIR滤波器对故障电流进行滤波,得到主自然频率粗略成分,再运用原子分解算法辨识出主自然频率粗略值,利用该频率值反馈调整FIR滤波器的参数并对故障电流重新滤波,最后采用原子分解算法精确辨识行波主自然频率值并求得故障距离。EMTP联合MATLAB的仿真结果表明,该方法具有很高的测距精度和可靠性,基本不受过渡电阻、故障类型及故障距离的影响。     

考虑故障时刻与波速选取相配合的行波测距

在输电线路行波测距中,存在行波浪涌到达时刻与行波传播速度相互配合的问题。对发生故障时的行波信号进行Hilbert-Huang变换,确定最高频率分量的大小;利用连续小波变换对线路两端记录的区外扰动数据在相应尺度下进行分解,求取对应频率分量下的区外扰动到达的时间差,从而求取波速。行波到达的时刻选择Hilbert-Huang变换的最高频率分量对应的时刻,把行波浪涌的到达时刻与行波测距所使用的行波传播速度很好地结合,解决了行波浪涌到达时刻的标定与行波传播速度的选取相互配合的问题。EMTP仿真试验表明,该测距方法能进一步提高行波测距精度,测距误差在±60 m以内。     

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法。采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式。理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度。通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性。     

基于连续小波变换的输电线路故障行波测距方法的研究

目前,离散小波变换在故障行波测距中广泛实际运用,其中测距算法中两个关键因素故障行波到达时间和故障行波波速的精度还可以提高。这是因为离散小波的尺度因子为2的指数,小波分解后的频带较宽。针对这个问题,提出对故障行波使用连续小波变换并从中采取合适尺度因子的方法。该方法用最小二乘法从连续小波变换后的时频信号中选取合适的尺度因子,然后在该尺度因子的时频图中测定故障行波到达时间和故障行波波速,最后计算出故障距离。仿真结果证明了此方法在单端法故障测距的准确性。     

一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法

为了提高电力电缆故障测距的灵敏性和准确性,提出一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法。针对电缆故障时暂态行波信号奇异性不明显问题,HHT能在不需要选择基函数的条件下对信号进行自适应时频分析,应用经验模态分解(EMD)方法对信号进行唯一分解。EMD能在保持信号良好的时域特性和频域特性的同时得到信号的时频和能量分布关系,有利于提取信号的奇异性,进而减小测量误差。通过不同方法对故障进行数值仿真测距,仿真结果表明HHT故障测距方法具有很好的优越性。     

与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究

根据现有的输电线路双端行波故障测距原理,提出一种与波速无关的双端行波测距方法.采用小波变换法对行波信号进行分析,判断故障初始行波和故障点反射行波到达线路两端母线的时间,求解一组由距离、时间和速度组成的方程组,得到与波速无关的故障测距公式.理论上该方法不受行波波速的影响,并且具有较高的测距精度.通过Matlab软件仿真,证明了该方法的有效性和正确性.     

基于改进双端行波法的特高压输电线路故障定位方法研究

由于传统双端行波法采样信号时间的不精准以及波速的衰减作用，对输电线路行波故障测距的结果造成巨大的影响，为了提高故障定位的精准度，提出一种改进的行波双端测距法。该方法利用高频传感器对行波的波头进行采样有效提高测距精度，并提出修正波概念，在传统双端行波算法基础上进一步改进，减小了测距误差。基于MATLAB仿真软件搭建双端输电线路模型，利用小波变换对行波信号进行分析。仿真结果表明，该方法不受故障距离、故障类型及过渡电阻的影响，适应性强，能实现精准定位。     

利用故障特征频带和TT变换的电缆单端行波测距

与架空线路相比,电缆线路行波色散更为严重,其行波波速度的确定及故障行波波头到达时刻的精确标定更为关键。将单端行波暂态信号进行小波分解并重构为多个频带的时域信号,采用相关分析计算每一个频带下2个波头的相关系数,选择相关系数最大的频带为特征频带,并利用特征频带的中心频率计算电缆行波波速。在特征频带内利用时域变换的TT算法,对行波波头到达量测端的时刻进行精确标定。由此构建了基于故障特征频带和TT变换的电缆线路单端行波测距方法。大量高压电缆故障测距的电磁暂态仿真结果表明,该方法有效,测距精度高。     

基于SR-VMD的微弱故障行波检测方法

为解决配电网行波波头检测困难的问题,提出一种基于随机共振-变分模态分解(SR-VMD)的行波信号检测方法。利用粒子群优化的变尺度SR对行波信号进行预处理,有效提高输出信号的信噪比。利用VMD算法将输出信号进行自适应分解,应用到故障定位中。用Teager能量算子(TEO)对行波波头进行标定,代入测距公式得到故障距离。仿真结果表明,该方法能在噪声背景下实现故障信息的提取,有效提高了故障测距的精度,尤其是高阻接地和电压过零附近接地的精度。     

基于小波变换和自相关分析的电力电缆故障测距

随着电力电缆应用的增多,对电缆故障测距的精度要求也不断提高。文中分析了行波法故障测距存在误差的原因,在此基础上引入小波变换和自相关分析。运用小波变换进行信号滤波和奇异性检测,运用自相关分析为前者提供约束条件,从而实现故障的自动精确测距,并给出了实现该程序的流程图。试验结果表明,此方法可取得较高的故障测距精度。     

基于小波变换和自相关分析的电力电缆故障测距

随着电力电缆应用的增多,对电缆故障测距的精度要求也不断提高.文中分析了行波法故障测距存在误差的原因,在此基础上引入小波变换和自相关分析.运用小波变换进行信号滤波和奇异性检测,运用自相关分析为前者提供约束条件,从而实现故障的自动精确测距,并给出了实现该程序的流程图.试验结果表明,此方法可取得较高的故障测距精度.