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。     

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。     

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。     

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。     

基于网络通路的区域电网故障行波定位方法

在双端行波定位方法的基础上,提出了一种基于网络通路的区域电网行波故障定位新算法.该算法在不依赖于断路器状态信息的前提下,根据电网中各变电站记录的所有初始行波到达时间和电网的拓扑结构信息进行融合处理和容错分析,从而在某台录波装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行故障定位.理论分析和EMTP仿真结果表明,即使在较少的行波录波装置的情况下,该算法对所有电网具有较强的容错性和较高的定位精度.     

基于分布式行波检测的广域网络故障定位方法

针对现有广域故障行波定位方法存在计算量大、算法实现复杂等问题,提出了一种基于分布式行波检测的广域故障定位新方法。将大量数据处理与复杂定位算法实现推至"云端",首先根据网络拓扑结构和装置布点情况,寻找环网中每条线路对应不同检测点的区段连接点,将环路划分为多个区段,在任意区段发生故障,初始行波的传输路径被直观唯一确定;依据初始行波到达时间的相关性,可有效界定故障区段,并在此基础上,根据初始行波传输路径,融合处理全网波形数据得到故障精确位置。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在配置有限数量的行波采集装置情况下,可实现复杂电网快速、精确、可靠故障定位,算法实现简单,可行性强。     

基于信息融合的故障行波定位网络算法

提出一种基于整个输电网行波信息的故障定位算法.通过分析故障行波到达电网中各变电站的时间关系,运用最短路径原则将复杂的输电网络简化成无环网的辐射型网络,将远端变电站记录的初始行波到达时间折算为故障线路出口侧变电站的初始行波到达时间.通过剔除无效时间数据,并对所有折算得到的有效初始行波到达时间进行融合处理,实现基于整个输电网的故障行波定位.该算法有效解决了电网中某台行波定位装置时间记录不准确或故障导致的故障定位失败问题.仿真结果表明,该算法具有较高的可靠性、准确性,绝对误差不超过100 m.     

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。     

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。     

Power grid fault traveling wave network protection scheme

Based on study on propagation characteristics of traveling wave in transmission lines, a novel power grid fault traveling wave network protection scheme was proposed in this paper. When a line fault occurs, all traveling wave protection relays (TWPR) record arrival time of initial traveling wave using the precise timing signals from Global Positioning System (GPS). Then the ineffective arrival time of initial traveling wave is eliminated and modified, while the effective arrival time of initial traveling wave is utilized to detect the fault line. Different from the traditional protection schemes, which are only based on fault information of one line, the proposed scheme not only solves the problems of traveling wave protection, which are susceptible to the factors (such as the structure of the lines), but also can make reliable tripping action when one or more TWPRs break down, start-up failure or record wrong arrival time of initial traveling wave. Both theoretical analysis and simulations indicate that the protection method has high reliability, and redounds to further enhancing the practicability of traveling wave protection.     

基于ARIMA的矿山电网故障暂态行波波头辨识及故障测距

由于矿山电网含有大量的整流设备及非线性负载,运行时含有稳定的高次谐波分量和高频噪声,同时矿山电网多为短距离线路,故障后产生的暂态信号与原有高次谐波混叠严重,给行波故障测距带来了极大的困难。通过分析矿山电网故障行波的时域特征,提出基于整合移动平均自回归模型(ARIMA)对行波波头到达前的高频周期信号进行预测,并结合波头到达时刻的真实波形得到波形残差,同时对残差进行平稳性校验,通过行波波头到达时刻前后残差平稳性的不同确定准确的波头到达时刻,进而实现行波故障测距。利用低压电缆网络仿真实现矿山电网故障,仿真结果表明:与小波变换与经验模态分解相比,所提方法能够准确辨识行波波头,且不易受故障状况和噪声的影响,能有效提升行波可行性及精度,尤其适用于含有整流设备及非线性负载矿山电网故障测距。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于网络的故障行波定位算法

为了解决电网故障双端行波定位中任一定位装置故障、启动失灵或时间记录错误等导致的定位失败难题,提出了基于网络的故障行波定位算法,根据电网中故障行波到达各变电站的精确时间和行波传输的最短路径进行综合定位计算。运用Floyd算法计算电网的最短路径矩阵,匹配行波波头到达各变电站的精确时间;分析不经过故障线路的最短路径,在线计算行波传播速度;并寻找经过故障线路的最短路径,在线计算故障点位置;为每个变电站设置权重,对所有不同路径的计算结果加权求和,得到故障点的精确位置。EMTP仿真分析和现场运行结果表明,该定位算法误差小于150 m,可靠性高、鲁棒性强,较好地满足了电网运行要求。     

基于参数优化VMD和TET的柔直线路单端故障测距方法

单端行波故障测距方法在考虑频变波速影响时需要提取故障行波时频域特征,但现有方法存在时频分辨率较低、波头识别困难和波速计算不准确的问题。为此,提出一种基于参数优化变分模态分解(variationalmode decomposition, VMD)和瞬态提取变换(transient extraction transform, TET)的单端故障定位方法。首先,利用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化VMD参数,提取含有故障特征的高频模态分量。然后,对该模态分量进行瞬态提取变换,通过去除短时傅里叶变换中模糊的时频能量,保留与信号瞬态特征密切相关的时频信息,得到故障行波时频域全波形。最后,在故障行波全波形中提取主频分量并标定初始波头与第二反射波头,通过计算主频分量下的波速度,结合行波定位方法实现单端故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网的仿真结果表明,所提算法对过渡电阻和噪声具有较强的耐受性,即使在较低采样率下也能实现准确的故障定位。     

基于分布式行波测距的输电线路故障诊断技术研究与应用

对影响输电线路行波故障测距准确性的行波衰减、畸变现象进行研究,实现输电线路故障诊断的准确定位。通过研究分布式采集故障行波的方法,获取准确的行波信号;结合行波波速的在线测量值,探讨造成测距误差的相关因素,并设计建立了输电线路故障诊断系统。该系统2012年在广西电网某110kV输电线路进行安装应用,成功实现了对该线路的故障定位和原因辨识,达到了预期效果。