水电站220 kV输电线路故障行波定位

针对水电站输电线路发生故障后无法准确实施定位的问题，从行波的实际传播理论出发，推导出一种与波速无关的改进双端定位算法。利用变分模态分解(VMD)能自适应地分解故障电流行波信号，Teager能量算子(TEO)可快速追踪信号的能量变化、运算量小的独特优势，建立了基于VMD-TEO的220 kV输电线路行波定位模型，该模型无需考虑波速修正和双端时间同步。PSCAD仿真结果表明，改进的双端故障定位模型误差百分比最大为0.239%,优于其他定位算法，验证了所提方法的可靠性和优越性。     

高压直流接地极线路故障特性仿真及其 故障测距新算法研究

摘要： 高压直流输电系统可用大地构成输电回路,接地极系统运行方式复杂。建立了±500 kV直流输电系统仿真模型,分析了接地极线路故障时的运行特性,并针对接地极线路单线短路故障,提出了一种基于贝杰龙模型的接地极线路故障测距新方法。利用故障后首端电压和两出线电流推算沿线电压分布,根据故障点或极址点为全线电压最小值的特点构造故障测距函数,计算出故障距离。PSCAD/EMTDC仿真计算结果和工程实例表明,该算法可在接地极全线范围内实现故障定位,且具有较高精度。     

基于μPMU的主动配电网故障定位方法研究

摘要： 准确的故障定位有助于提高配电网络的稳定性。随着分布式发电和电动汽车的接入,传统配电网逐渐向主动配电网发展,传统故障和保护装置已无法满足,这对故障定位技术和装置提出了新的要求。文章提出了一种基于微型同步相量测量单元（也叫做μPMU或者微同步相量）的新方法对主动配电网的故障进行定位。该方法运用单端μPMU采集的电压电流信息,查找故障线路,得到候选故障点并计算其故障距离。并根据两端μPMU测量电压和故障电压之间的相位关系,排除伪故障点,确定故障点位置。仿真结果表明,在主动配电网下,该定位方法具有较高的定位精度,仅需在线路的两端配置μPMU即可满足对不同类型故障进行准确地定位。在高渗透率DG和高阻故障的情况下,该定位方法依然可以准确地对故障进行定位。     

KNN算法在高压直流输电单端故障检测的应用

现有高压直流(HVDC)故障检测方法灵敏度低,难以识别高阻接地故障,本文提出了一种基于K-最近邻的单端HVDC传输系统故障检测方法,整流侧检测装置采集的故障电压波形直接用作KNN(K-Nearest Neighbor)的输入数据,克服了故障信号处理的繁琐过程。作为比较,本文还介绍了基于反向行波的故障检测方法。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立±500 kV高压直流输电线路模型,对不同故障区域和故障类型进行仿真比较。测试结果表明,KNN法能够可靠、准确地检测出HVDC输电系统中电阻高达1500Ω的故障。     

基于多端故障信息的配电架空线故障定位方法

针对多分支结构的配电架空线路故障定位困难的问题,依照分层开展、逐步锁定故障位置的定位策略,提出一套基于多端故障信息的配电线路故障定位新方法。首先分析故障初始行波到达线路不同末端的时差关系,归纳出其与故障位置间的内在联系,提出基于位置观测矩阵的架空线故障区域判定方法;然后从T型架空线结构入手,研究故障初测速度与实际波速度间大小关系所指示的故障区段特征,并提出基于波速度比较的架空线故障选段方法;最后进行双端行波测距,确定具体故障位置。PSCAD仿真结果证明,该套定位方法仅通过对多端初始行波时差的处理分析,即可获取较为准确的故障位置信息,方便有效。为配电架空线路故障定位提供了一种新方法。     

形态小波在输电线路故障测距中的应用

如何准确提取行波浪涌到达时刻,是输电线路行波测距领域中的一个重要研究课题。提出一种新的输电线路故障测距算法,该算法通过形态学算子构造非线性提升方案,从信号的时域上提取奇异点,能够较为快速和准确地定位奇异发生的时刻,适合应用于输电线路故障测距。仿真结果表明,基于提升方案的形态小波（MW）在进行输电线路故障测距时能够不受故障类型、故障点位置、过渡电阻和故障合闸角的影响,与传统的小波算法相比,具有算法量小和易于实现的特点。     

基于CBAM-FCN的高压输电线路发展性故障识别方法

高压输电线路的发展性故障往往受运行状态和故障发展过程的影响,给故障甄别和保护决策造成困难。为了准确识别高压输电线路的发展性故障,保证继电保护装置动作的正确性,将全卷积神经网络（fully convolutional network, FCN）与卷积注意力模块（convolutional block attention module, CBAM）相结合,提出一种基于CBAM-FCN的发展性故障识别方法,通过在传统全卷积网络中引入CBAM模块,使神经网络能够聚焦于故障波形的突变、幅值等重要特征,忽略无关干扰。此外,所提方法能够输出表征故障状态变化的一维时序序列,实现对输电线路发展性故障的全过程识别。最后大量仿真验证了所提方法的抗噪性能和泛化能力,并通过可视化技术展示了网络模型的可解释性。     

基于行波理论的多端故障定位方法研究

中性点经消弧线圈接地系统中,当发生单相接地故障时,由于故障信号微弱,持续时间短,很难进行准确的故障选线和定位。为了提高经消弧线圈接地系统的定位准确率以及适应性,在行波双端定位方法的基础上,提出了一种充分利用了测量信号的多端定位方法。为了反映短路的实际情况,加入了以Mayr电弧模型为基础的故障模型,分析了电弧模型对定位结果的影响。仿真结果表明,多端定位法比双端定位法准确,并且在测量装置采样精度低的情况下也能有较好的精确度。     

串补高压输电线路故障位置识别新方法

基于小波分析理论,提出了一种串补高压输电线路相对于串补电容的故障点位置识别方法。通过仿真采集输电线路不同位置故障时的双端故障电流,应用小波分析对故障电流的奇异性进行分析,对比各频段小波分解系数的奇异性变化规律,寻找出一种可以用于识别相对于串补电容位置的故障点特征量。该方法仅利用MOV导通前的一段时间的电流信号,避开了MOV导通后串补电容上电压难以获得的问题。大量PSCAD/EMTDC仿真表明,该方法简单,运行速度快,准确率高,不受电压等级、串补度、故障类型、故障距离、过渡电阻、故障起始时刻等随机因素的影响。     

基于暂态能量比的交流输电线路故障选相方法

针对传统利用小波变换等方法获取暂态能量实现故障选相存在算法和选相判据复杂的问题,提出一种利用故障分量构建暂态能量的输电线路故障选相方法。该方法从电压、电流故障分量角度构建三相暂态能量比和零序暂态能量指标,通过将这些指标与相应的阈值比较,完成故障选相。基于某实际系统动模试验的故障录波数据验证了方法的有效性;并通过PSCAD/EMTDC搭建典型双端电源输电线路仿真模型,验证了所提选相方案可以不受故障点位置、故障初相角等的影响,可耐受更高的过渡电阻。     

基于同序分量的同塔四回输电线路故障测距方案

为给同塔四回线路发生故障后快速而准确地进行故障定位提供一种适用性广、稳定性强的故障测距方案,在对同塔四回输电线路进行数学建模、解耦并作序网分析的基础上,根据电路关系推导得到基于同序分量的故障测距方案,并利用PSCAD/EMTDC进行了仿真验证。结果表明,该测距方案不受故障类型的影响,受系统运行方式影响很小,且耐受过渡电阻能力强。     

基于正序阻抗的微电网线路故障定位策略的研究

微电网线路结构的复杂性,造成了对线路的故障判断和定位困难。文章提出了一种基于等效正序阻抗的线路故障定位方法。通过对线路两端的电压、电流、有功功率以及无功功率进行3次测量,计算出每条线路两端的等效正序阻抗。通过对故障前后线路等效正序阻抗的对比分析,对出现故障的线路做出判断。在确定故障线路的前提下,比较短路点到线路端点的阻抗与故障前线路阻抗的大小,确定出线路短路点的具体位置。实验数据以及仿真波形与理论分析完全吻合,验证了所提出的故障定位方法是完全正确和有效的。     

T接输电线路故障测距的新型算法

针对T接输电线路故障测距三端数据采样的非同步,采用均匀传输线方程理论对T接输电线路的故障进行了分析与计算,提出了利用非同步数据采样方法判别故障分支,进而对故障的分支测距实现对T接输电线路的故障测距.该方法精度高、便于计算机实现.     

光伏电站直流输电线路早期绝缘故障识别与定位

直流输电线路发生早期绝缘故障时电流波动小、故障现象不明显，难以快速识别以采取保护措施，光伏电站线路拓扑结构复杂，不易准确定位故障发生位置。该文提出一种连续小波变换和混合神经网络模型结合的方法，可在尽可能短的时间完成故障识别与定位。该方法首先利用连续小波变换对暂态零模电流信号提取二维时频矩阵特征，压缩为彩色图像；然后，将图像送入神经网络模型中进行训练。该混合神经网络模型通过结合卷积神经网络和门控循环单元，提高识别精度并减少训练时间。最后，为验证本方法的优势，在高噪声环境下选取4条直流输电线路分别进行4种时频分析方法、3种神经网络模型仿真对比后，又对早期绝缘故障单独进行识别仿真试验，结果表明该方法可有效识别出早期绝缘故障并定位至发生线路，且具有较强的抗噪能力。     

基于行波时差矩阵算法的10kV电缆网络故障定位

城市电缆网络产生故障时,故障线路的精确辨识及故障点的准确定位有利于快速恢复供电。针对城市电缆多埋于地下、结构复杂、分支多、传统定位算法较为繁琐等问题,在有效分析电缆线路结构与行波传播路径的基础上,提出了一种基于行波时差矩阵算法的多分支电缆线路故障定位方法。该方法首先划分线路的各个区段,然后根据线路网络拓扑结构与行波传播路径构建故障判定矩阵,最终依据故障判定矩阵与双端行波定位原理准确定位故障点。PSCAD仿真结果表明,该方法能快速精确地判定故障分支并定位故障点。     

一种经济型故障限流器及其控制策略

提出了一种应用柔性输电技术改善电网电能质量和提高稳定性的经济型短路故障限流器。在输电线路正常运行时,串联在线路中,几乎无能量损耗;当有故障发生时,快速切换到故障限流模式,有效的限制短路电流。分析了这种经济限流器的参数整定及其控制策略,并利用PSCAD和MATLAB软件对其进行了特性分析和电磁暂态稳定性仿真,结果证明了该模型有良好的限流性能和控制策略的可行性。     

10kV智能配电自动化终端应用分析

配电自动化是智能电网的重要基础之一,需要通过配电自动化系统采集尽可能多的配电信息,并向下延伸到低压用电信息的汇集。提出了一种新型智能配电自动化终端的设计方案,不仅可以检测和指示短路以及接地故障,还可以实时监测线路的正常运行情况和故障发生过程,其故障定位及在线监测系统还可以提供瞬时性短路故障、瞬时性和间歇性接地故障的在线监测和预警功能,以及故障后事故分析和总结功能,保证了配电线路的安全稳定运行。     

基于多源数据融合技术的输电线路故障定位方法

鉴于现有输电线路故障定位算法的定位结果各不相同影响到电力系统基于故障的快速恢复问题的分析,根据两端距离继电器的多源故障测距结果,提出了一种提高输电线路故障测距精度的新方法,该方法将两端定位结果与故障位置相互关联,据此建立基于多传感器数据融合的输电线路故障测距模型,该模型将模糊推理系统作为故障场景识别的初始融合步骤,并计算加权协方差融合(WWCF)系数,确定最终融合结果。最后利用PSCAD/EMTDC和变电站现场记录数据进行算例分析,针对不同故障类型、故障位置、故障电阻、故障起始角、潮流、线路参数和两端不同步角进行测试,结果证明所提方法的可行性和有效性。     

一种架空线——电缆混合线路的组合行波测距方法

为克服双端行波测距精度受电力线路长度误差及其两终端时钟同步偏差影响的缺陷,在分析混合线路故障行波传播特性的基础上,提出了一种混合输电线路的组合行波测距方法。该组合行波测距方法首先利用双端测距原理判定故障发生区段,然后判别各母线侧接收到的行波反射波的来源,最终利用单端行波测距方法计算架空线—电缆混合线路的故障距离。500kV架空线—电缆混合线路组合行波测距仿真计算结果表明,组合行波测距方法的测距精度明显高于传统测距方法的测距精度,可用于工程实践。     

风电场输电线路单相接地故障定位研究

为改善风电场因输电线路短路故障造成的弃风窝电现象,提出一种基于风电场特性和行波原理的多分支输电线路故障定位方法。利用大型风电场普遍采用接地变压器的特点,得出其故障区间判据;通过推导出一种修正行波波速计算方法(理论上为实际波速),解决了现有行波波速计算的缺陷;采用灰色模型(gray model,GM)提高原始数据采样率降低量化误差,进一步提升行波定位精度。使用PSCAD/EMTDC仿真验证本方法的有效性,可用于风电场输电线路故障定位中。