微弱行波下多分支配电网故障定位

为了解决多分支配电网在故障行波微弱时行波波头标定困难和传统行波定位法无法适应多分支复杂结构的问题，提出一种基于多分辨率奇异值分解(MRSVD)-变分模态分解(VMD)的行波波头检测方法和一种基于行波到达时刻的多分支配网故障定位方法。利用MRSVD对微弱行波进行降噪处理，以奇异值差值决定分解尺度，然后对降噪后的信号进行VMD分解，并重构中高频段的模态分量，最后用对称差分能量算子(SDEO)标定重构信号的行波波头，获取行波到达时间；利用行波到达时刻构造故障发生时间矩阵，搜索故障所在分支区段，然后构造故障定位时间矩阵，根据线路长度与时间的比值关系，实现精准测距。仿真结果表明，所提方法能有效标定微弱行波波头，实现多分支配网的故障区段定位和精准测距。     

一种基于图论剪枝算法的多分支配电网行波故障定位算法*

配电网由于其结构上多为树形辐射状结构,若直接采用传统的输电线路故障定位方法则会造成定位的不准确。因此,基于图论剪枝算法提出一种适用于配电网的行波故障定位新方法。该方法将配电网拓扑结构等效成图论模型,构建配电网距离矩阵和关联矩阵,采用剪枝算法剪掉无效的行波波头信息,利用配电网末端检测到的故障初始行波到达时间信息实现配电网故障的实时精确定位。文章最后采用PSCAD和MATLAB软件进行联合仿真。仿真结果表明利用该方法实现的配电网故障定位结果精确可靠。     

基于广义S变换和TEO的配电网故障定位方法

针对由于配电网线路短、分支多而造成的单相接地故障行波波头难以识别的问题,提出一种结合广义S变换和Teager能量算子(TEO)来检测故障行波波头的双端行波故障定位方法。该方法以时频分析方法的时间分辨率为出发点,先通过广义S变换提高时频分析算法的时间分辨率,再利用TEO进行能量特征提取,从而达到对行波波头的准确检测,进而实现精确故障定位。大量仿真结果表明,该方法能够精确检测行波波头,测距精度高、抗噪性能强、故障定位可靠。     

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CEEMD和NTEO的故障行波定位方法

针对传统行波检测方法中定位不准确、计算量大等问题,提出了一种基于补充总体平均模态分解(complementaryensembleempiricalmodedecomposition, CEEMD)和改进型Teager能量算子(novelTeagerenergy operator,NTEO)的行波定位方法。该方法采用CEEMD算法来分解故障行波信号,滤除故障信号中的低频分量。然后采用NTEO能量算子对分解后的信号进行差分运算,增强行波波头的突变特征,实现故障行波波头的精确标定。仿真结果表明,所提方法能够精准地标定故障行波波头,并且有良好的去噪能力。与传统方法相比具有更好的检测效果和更小的定位误差,可以有效地提高配电网行波定位的精确性。     

基于全波形信息的混联线路单端行波定位方法

架空线-电缆混联线路,由于各段线路行波波速度不一致,初始行波波头和故障点反射波难以辨识,传统的故障定位算法无法适用。提出了基于全波形信息的故障行波时-频域表现形式;基于故障信号的传播特性和折、反射机理,定性分析了区段内故障和相邻区段故障,行波波形时-频域相似性和差异性,揭示了故障行波全波形与故障点位置一一对应的本质;基于故障行波全波形信息,截取一定时间窗行波信号,对其经连续小波变换得到各频带系数进行时间间隔划分,得到面积相等的时频小块,进而建立故障行波时频谱矩阵,利用波形特征匹配技术,实现混联输电线路准确故障定位。该方法具有清晰的物理意义,无需行波模量波速,无需提取初始行波波头以及后续反射波,可通用于多端混联输电线路。理论研究和大量算例分析结果表明,该方法原理简单,具有较高的实用价值。     

配电网单相接地故障行波滤波方法研究

配电网单相接地行波故障定位需要准确标定故障初始行波到达测量点的时刻,希尔伯特-黄变换(HHT)具有定时精度高,处理非平稳信号能力强的特点,逐渐应用于配电网故障定位。但其所采用的经验模态分解方法受信号噪声影响较大,可能出现标定时间不准的问题。提出一种基于极值点识别和线性插值的滤波算法,有效解决了HHT标定受扰行波波头到达时间不准的问题。PSCAD仿真结果验证了算法的有效性。     

利用行波到达时差关系的配电网故障定位算法

针对现有配电网故障定位技术存在的缺陷,提出一种基于行波到达时差关系的配电网故障定位改进算法。故障前,针对配电网结构一般不变的特点,将全网线路进行等分,根据等分点至各线路末端的距离建立行波路径矩阵,进一步计算行波在各路径上的传播时间,在此基础上建立各节点的行波到达时间差矩阵。故障后,由小波变换准确获取故障初始行波到达各线路末端时刻,建立各分支线路间实际的行波到达时间差矩阵,然后比较故障前后行波到达时差矩阵的差异,通过矩阵差异值找出故障位置,实现故障定位。为了提高构建行波路径矩阵的效率,对线路结构进行归一化处理,并给出通用的行波路径长度计算方法。经大量仿真验证,所提算法可行有效,定位精度较高。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

基于D-PMU的配电网故障选线和定位方法

配电网发生单相接地故障时,故障信号微弱且易受噪声干扰,准确选线和故障定位困难。为此,提出一种基于配电网同步相量测量装置(D-PMU)的故障选线和定位新方法。研制了D-PMU功能扩展模块——行波故障采集模块;搭建了配电网故障选线和定位系统;依据全网波头时差构建故障前、后时间特征矩阵,并引入最小二乘法模型以消除行波波头到达时刻标定误差。通过分析得出故障前、后时间特征矩阵中元素的变化规律,实现配电网故障选线和精确定位。仿真分析及现场试验结果表明,D-PMU现场运行稳定,所提方法不受线路参数和网络拓扑结构的影响且实用性强。     

行波理论支持下多电源配电网故障定位系统

由于传统配电网故障定位方法缺少对多个Agent之间的通信协调,导致定位精准度低、可靠性差等问题,因此此次研究提出基于行波理论设计多电源配电网故障定位系统。采用.NET平台三层B/S结构体系设计故障行波定位信息处理子系统,通过数据处理模块处理获取数据信息,筛选多电源配电网故障信息,并在.NET平台上发布多电源配电网故障信息。当故障行波定位子系统发出调用数据命令时,故障行波定位信息处理子系统将故障信息传输到故障行波定位子系统中。通过多个Agent之间的通信协作调用故障数据,同时利用多端行波故障定位方法对故障数据进行定位,实现多电源配电网的故障定位。经过实验证明,与两种对比系统相比,所设计系统故障定位精准度在90%以上,系统故障定位精准度高。     

基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法

配电网多为树形结构,分支多,单端定位或双端定位方法都很难准确定位故障。针对B型行波和配电网树形结构,提出了一种多端行波故障定位方法。该方法利用接地故障时刻产生的行波第1波头到达配电网线路各末端的时刻进行故障定位。利用行波故障定位基础理论,建立了多端行波故障定位的理论依据,考查了定位方案在配电网中的优越性。采用ATP仿真软件和MATLAB软件对该方案在配电网中遇到的各种情况进行了仿真分析。仿真结果表明,在配电网单相接地故障定位中,多端行波定位法只利用接地故障初期很短时间内的暂态行波信号,接地故障后期的故障发展情况对开始的暂态行波信号并无影响,所以运用多端行波定位法能够快速准确地找到故障点。     

输电线路分布式行波检测的故障定位方法

提出了一种基于输电线路分布式行波检测装置的故障定位方法。利用沿线分布安装的两套基于Ro-gowski线圈的行波检测装置,采集高频故障行波,运用相模变换和小波变换模极大值法检测线模行波波头,准确定位波头到达时间。各装置通过无线通信网络将波头到达时间回传主站,主站综合利用不同的波头时差信息,在线测量实时行波波速,可精确定位单条输电线路的故障。仿真结果表明,该方法具有较高的测距精度和可靠性。     

基于量测大数据和数学形态学的配电网故障检测及定位方法研究

提出基于量测大数据和数学形态学的配电网故障检测及定位方法,该方法基于多点同步测量的采集分析架构可使所有数据在同一个时间剖面。首先,通过同步量测采集到的行波信号和工频信号,结合配电网拓扑结构,构建全网大数据矩阵;然后利用Trace检测、圆环定律等方法判别波形信号奇异点,快速判别是否存在故障及不同类型故障的波形畸变规律,从而达到快速故障检测的目的;在检测到故障后,采用基于现代D型行波故障定位方法对故障点进行高精度定位。最后,在PSCAD 80节点配电网模型中对该方法进行了仿真验证,验证结果说明本文提出的方法具有不受线路长度和波速影响,精确度较高的特点。     

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。     

基于多端行波时差的配电网故障定位方法

针对现有配电网故障定位方法存在实现复杂、可靠性不高的问题,提出一种基于多端行波时差的配电网故障定位方法.首先,分析故障行波传输特性,提出一种配电网故障状态表达式.根据多端行波时差和双端行波原理计算故障距离理论值.将理论值代入故障状态表达式,搭建故障搜索矩阵和辅助矩阵,通过分析矩阵元素变化特征和数值状态定位故障线路.然后...     

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。     

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Dijkstra算法的电网故障行波定位方法

为避免电网故障行波定位方法中环网的复杂解网运算,提出了一种基于Dijkstra算法的电网故障行波定位新方法。该方法在电网中某条输电线路故障后,在所有变电站检测记录初始行波到达时间。然后,利用Dijkstra算法计算最短路径,建立最短路径距离矩阵,并利用最短路径矩阵和初始行波到达时间计算故障距离,建立故障距离矩阵。最后,对故障距离矩阵中的元素进行有效性识别,并综合所有有效故障距离得到精确的故障点位置。仿真结果表明该方法无需复杂环网的解网运算,可有效提高网络定位的可靠性与准确度。