基于Hilbert-Huang变换的电网故障行波定位方法

正确辨识和检测故障行波信号是实现电网故障行波定位的关键.提出了一种新的故障行波信号时频分析方法,采用Hilbert-Huang变换(HHT)对故障行波信号进行检测,通过经验模态分解(EMD)法提取故障行波信号的固有模态函数(IMF),再进行Hillaert变换,得到各自的瞬时频率,由瞬时频率进行行波到达时刻的准确检测.HHT与小波变换比较,不存在变换参数的选取难题,变换结果具有唯一性.仿真结果表明HHT能更准确地提取电网故障行波波头位置,有效提高故障行波定位精度.     

基于Hilbert-Huang变换的行波法高压输电线路故障定位

输电线路发生短路故障时,产生的故障暂态行波是一种非线性、非平稳信号。准确提取行波波头信号,是行波法故障定位的关键。将Hilbert-Huang变换这一非平稳信号处理工具应用于故障行波波头的检测,实现故障定位。利用GPS同步采集输电线路双端故障前后一段时间的电流数据,对其进行经验模态分解,将得到的高频模态分量进行Hilbert变换,得到相应的时间-频率谱图。时频图上的频率突变时刻即为行波波头的到达时刻。Matlab仿真结果表明,该方法能准确捕捉行波波头的到达时刻,有较高的定位精度。     

Hilbert-Huang变换在T型输电线路故障定位中的应用

根据T型线路故障时各端测得的行波波头到达时刻来建立判别矩阵D,以此来判断故障支路。将单端与双端定位方法相结合,解决了T型线路交汇点附近(小于1 km)故障支路难以判断的问题。针对Hilbert-Huang变换过程中经验模式分解(EMD)处理数据时可能造成端点效应和模态混叠,提出使用白噪声聚类经验模型分解(EEMD)以及一种改进的EMD算法来代替,用分解前后信号的总能量来评估几种分解过程的准确性。定位结果表明EEMD以及改进的EMD算法在T型线路故障定位中的定位精度高于EMD算法,能满足定位的输电线路的定位精度要求。     

基于改进Hilbert-Huang变换的交叉互联电缆在线故障定位策略研究

为了研究交叉互联电缆系统的在线故障定位方法,建立交叉互联电缆的暂态仿真模型,研究不同模式波在交叉互联电缆系统中的传播特性,并结合该特性设计基于改进Hilbert-Huang变换的故障定位策略。结果表明：同轴模式波群具有最快的传播速度,且其在交叉互联电缆系统中的传播不受交叉连接方式的影响,可以利用双端法识别同轴模式波的到达时刻对故障进行定位;基于改进Hilbert-Huang变换及权信号强度判据对故障进行自动定位,克服了小波变换不具有自适应性的弊端,且定位精度良好。结合理论及仿真研究,在对交叉互联电缆进行在线故障定位时,建议采用双端法记录故障引起的暂态波的到达时刻,并采用改进Hilbert-Huang变换对采样信号进行分析,从而实现故障的在线定位。     

一种新的输电线路双端行波故障定位算法

针对单双端行波故障测距算法存在难以准确、便捷地识别故障行波波头等问题,提出了一种根据两测量点所测时间比例来计算故障距离的双端行波故障定位算法,将希尔伯特-黄变换和小波变换结合,利用高斯模型快速、准确地提取故障行波波头到达时刻,再结合已知定长计算故障距离。大量基于MATLAB/Simulink的仿真实验结果表明,该算法的相对定位误差不足1%,且不受故障距离、故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,具有较好的适应性和实用价值。     

基于分布式监测的特高压输电线路故障定位方法

使用行波线路故障定位方法受行波波速误差和输电线路长度误差的影响。鉴于上述问题,分析了分布式故障定位的优点,采用分布式设备在线监测线路行波波速,尽可能降低波速测量误差和输电线路长度误差的影响,从而更加准确地进行故障定位。通过分析故障分量中分相电流,基于相位差动原理对输电线路中出现故障的相和区段进行定位,将故障电流分量的相位差动与基于分布式设备的故障定位方法结合,制订利用分布式在线测速的特高压输电线路故障定位流程。     

基于双端行波测距的输电线路单相接地研究

在输电线路发生的各种故障中,以单相接地故障最为常见.将小波变换相关理论应用于行波波头的检测中,并提出了一种新的波速确定方案,利用双端行波测距法,完成了输电线路单相接地故障点的快速准确定位.通过Matlab/Simulink仿真结果表明,该故障定位方法是有效的.     

基于希尔伯特——黄变换的高压直流线路行波故障定位

提出了基于希尔伯特-黄变换(HHT)的直流输电线路行波故障定位的方法。首先,对故障初始行波信号进行经验模态分解(EMD)得到固有模态函数(IMF),然后通过对IMF进行希尔伯特(Hilbert)变换得出其时频图,根据时频图中首个频率突变点确定出故障初始行波到达的时刻并且由其对应的瞬时频率值计算其波速度。最后,利用改进的双端行波故障定位原理计算出故障距离。在EMTDC环境下进行仿真分析,相关结果证实了所提方法的有效性。     

基于Hilbert-Huang变换和神经网络的带串补高压输电线路故障测距

提出了一种针对带串补高压输电线路的分层结构神经网络模型故障测距新算法。第1层为粗略判断故障位置的神经网络模型,利用一种新的信号处理方法Hilbert-Huang变换获取能量故障特征作为第1层神经网络的输入,判断故障发生在电容前或后;第2层为精确确定故障位置的神经网络模型,通过对神经网络的离线训练和对单端故障测距结果的在线补偿,最终得到精确的故障距离。该算法考虑了过渡电阻和分布电容的影响,克服了传统故障测距算法由于忽略分布电容导致在高阻接地故障时故障定位不准确的缺点。     

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HilbertHuang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HilbertHuang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。     

基于Hilbert-Huang变换的HVDC线路保护

为了准确地判定HVDC输电线路的故障类型和对故障距离进行定位,应用PSCAD搭建单极12脉直流输电系统等效模型,对直流线路区内故障及区外对线路保护性能有影响的各种故障进行仿真。应用HilbertHuang变换方法对故障电压信号进行分析,提取了行波的波头,从而确定故障发生时刻。分析直流滤波器和平波电抗器所具有的固有滤波特性,由此形成了以频率和能量为基础的故障判别方法。在确定为区内故障后,采用D型双端行波定位方法根据检测到的故障时刻可以准确地对故障距离进行定位。并提出了基于HHT方法的HVDC线路保护判别式和动作逻辑。仿真和计算结果表明,该保护方法不仅可以准确地判别故障类型和故障距离,且在过渡电阻较大的情况下对保护性能没有影响。     

Hilbert-Huang变换在列车踏面故障识别中的应用

列车轮对踏面故障危害极大,且由于列车运行环境恶劣,存在电机整流装置等车载设备产生的强烈电磁干扰,以及测量系统和各单元电路之问的公共接地阻抗产生的严重干扰等诸多不利因素,因而传统信号处理方法难以准确识别踏面故障。本文提出了利用Hilbert—Huang变换对实测振动信号进行分析处理,进而提取踏面故障特征信息的方法。实例表明,该方法具有较高的分辨率和较强的抗干扰能力,能准确识别踏面故障,且算法简单、计算量小,可满足踏面的实时在线检测要求。     

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。     

基于改进变分模态分解的电缆行波故障定位研究

提出一种基于改进变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)与魏格纳威尔分布(Wigner Ville distribution,WVD)算法相结合的电缆单端行波故障定位方法.该方法通过瞬时频率均值的变化对变分模态分解预设尺度进行优化,对故障行波信号进行模态分解;并对高阶本征模态...     

电力系统接地短路故障中零模分量的依频关系分析

通过介绍零模的概念,从各个方面分析了零模行波波头依频变化的关系。得到了零模波头的频谱曲线、零模行波传播的衰减系数依频关系曲线、故障距离和零模波头中最大频率分量的关系曲线以及零模波速度和频率的关系曲线,并就分别利用零模波头中最大频率分量和零线模波速差法的故障测距方法做了简要的分析。     

Hilbert-Huang变换在电力故障暂态信号检测中的应用

提出利用Hilbert-Huang变换对电力系统故障信号检测的方法.通过对检测点获得的故障电流信号进行经验模式分解(EMD),得到一系列的本征模态分量(IMF),利用Hilbert变换得到Hilbert谱及边际谱,分析发现,通过瞬时频率突变能准确定位故障时刻,Hilbert谱的峰值变化也能反映故障时刻及故障特征信息;通过边际谱分析可以获得故障信号所含的真实频率.为进一步故障检测提供了依据.仿真试验表明Hilbert-Huang变换的方法能准确地检测故障时刻.     

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。     

基于经验小波变换的混合输电线路单相接地故障测距

针对架空线-电缆混合输电线路波阻抗不连续而引起的频谱混叠现象严重的问题,提出了一种基于经验小波变换(EWT)的混合输电线路单相接地故障测距方法.首先利用EWT对故障产生的暂态零序电流行波分解得到低频分量.然后根据低频分量选线判据对混合输电线路进行故障选线,通过分析奇异性检测结果准确标定故障线路行波波头.最后配电网混合输...     

基于小波变换的高压电缆混合线路故障定位方法及验证试验

传统基于均匀参数的线路故障定位方法难以实现电缆-架空线混合线路的故障区间判断和故障点精确定位。对此,提出了一种基于小波理论的双端故障精确定位方法,通过对比高压电缆线路首、末端故障电流工频暂态信号的极性以实现故障区间判断,通过采集故障电流的双端行波信号以实现电缆段内故障点的精确定位,并构建了110 kV高压电缆状态仿真试验平台,开展了高压电缆线路区间内和区间外故障模拟试验。结果表明:基于小波理论的故障定位方法可实现混合线路故障区间判断,可准确判断故障点位于高压电缆线路区间内还是区间外;该方法可实现高压电缆线路区间内故障点的精确定位,定位精度偏差小于9.2 m,定位精度取决于行波电流传感器采集精度和同步时钟精度。     

基于小波变换模极大值的输电线路单端故障定位

基于故障行波的输电线路单端故障定位利用故障点的反射行波与入射行波到达母线的时间差计算故障距离,但如何区分来自故障点和对端母线的反射行波仍是一个难题。在分析故障点和母线的反射特性的基础上,利用电流行波线模分量小波变换的最初2个模极大值之问的相对极性区分来自故障点和对端母线的反射行波．并提出了一种改进的基于小波变换模极大值的输电线路单端故障快速定位方法,能够不受故障类型、故障电阻及耦合线路的影响。理论分析和仿真结果表明,该方法切实可行。