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。     

基于STOA-VMD的串补输电线路故障测距

由于串补电容的存在,串补输电线路中发生故障时,故障行波过程十分复杂,行波波头检测困难;故障行波信号中存在较大噪声时,传统的故障特征提取方法无法准确提取故障行波的特征信号。为此在串补线路中故障行波信号存在噪声条件下,提出一种基于乌燕鸥优化算法(sooty tern optimization algorithm, STOA)对变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)优化的故障行波特征提取方法。该方法利用最大峭度准则对STOA的目标函数不断优化,从而选取VMD中更合适的模态量和惩罚因子值,避免人为设定模态量和惩罚因子值时,VMD对故障行波信号的分解不足或分解过剩造成的故障定位误差。通过对称差分能量算子(symmetric differential energy operator, SDEO)提取VMD后最佳的模态分量的能量突变点,结合双端行波测距方法,实现故障测距。仿真结果表明,所提方法能够实现串补输电线路的故障测距,测距精度高,且不受故障类型、过渡电阻的影响。     

基于FEEMD-NTEO的风电场送出线路故障定位

针对集合经验模态分解(EEMD)用于双馈风电场送出线路行波故障定位中行波检测精度不高,存在模态混叠、抗噪能力弱及故障定位实时性不好等问题,提出了一种基于快速集合经验模态分解(FEEMD)与改进Teager能量算子(NTEO)结合的行波故障定位方法。该方法利用FEEMD对故障电流行波信号进行分解,分解为平稳的固有模态分量和残差分量,消除噪声成分,保留信号的完整性;然后采用NTEO算法对分解的高频信号再次去噪,增强故障行波突变特征,精确标定行波波头。仿真结果表明,所提方法能够快速将故障行波波头精确标定,且去噪效果好,与FEEMD-TEO、EEMD-NTEO行波检测方法相比,提高了故障定位的精度和速度。     

基于小波阈值去噪和CEEMD的混合三端直流输电线路故障测距

针对行波法测距精度受波速、行波波头标定的精度以及噪声的影响,提出一种基于小波阈值去噪和CEEMD-HT结合的混合三端直流输电线路测距方法。首先利用小波阈值去噪对故障信号滤噪,然后对滤噪后的信号使用互补集合经验模态分解和希尔伯特变换标定初始波头的到达时间。再根据故障行波到达测量端时间比值识别故障支路。最后考虑到行波波速难以精确确定,基于已知线路长度和初始波头到达时间,提出一种不受波速影响的测距方法。仿真结果表明,所提方法能够有效标定波头,且测距结果不受波速、故障距离、故障类型、过渡电阻及噪声的影响。与利用波速计算的双端法、HHT及小波包测距算法相比,该方法的测距误差更小。     

数学形态学在高压输电线路故障定位中的应用

输电线路发生故障后,采集到的信号往往带有各种噪声,有效滤除噪声对行波的干扰,提取有用的行波信号,是实现行波故障定位的关键。在比较了小波变换和数学形态学对白噪声和脉冲噪声滤除效果的基础上,结合小波变换和数学形态学各自的优点,先采用数学形态学滤除行波信号中的随机噪声和脉冲噪声,然后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,并采用双端测距法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VMD和柔性形态学的输电线路故障测距方法

针对输电线路故障测距和信号中存在噪声干扰的问题,提出了基于VMD和柔性形态学去噪技术的输电线路故障测距方法。首先利用变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)对信号进行分解,在分解过程中自适应的去除一部分噪声;然后,通过平均柔性形态学滤波器进一步的去除残余干扰;最后使用柔性形态边缘检测有效放大信号奇异点,再设定输出阈值减少噪声背景对信号突变点的影响,可以很清晰的得到故障发生时刻。实验表明此方法有很好的噪声鲁棒性,在抑制了噪声干扰的同时放大了行波特征信号,能够有效检测输电线路故障行波波头,获得更高的检测精度。     

一种基于LMD-DE的输电线路行波检测方法

为了进一步提高输电线路行波故障定位精度,提出了一种基于局域均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)与差分熵(Difference-entropy,DE)的输电线路行波检测方法,首先对电压线模分量进行局部均值分解,得到多个乘积函数(PF分量),然后利用差分熵度量最高频乘积函数(PF1分量)的突变信息,从而确定电压行波波头的到达时刻。最后,利用双端行波故障定位原理求出故障距离,对不同故障情况进行了仿真分析,并与小波变换以及希尔伯特黄变换进行了对比,仿真结果表明,该行波检测方法具有较好的波头检测效果,相对于目前存在的故障定位方法定位精度有了进一步提高。     

小相角故障行波测距方法研究

为滤除环境干扰,提取输电线路小相角故障时的微弱行波信号,实现准确故障测距,提出了能量比法。从行波能量角度出发,选择合理时间窗,并利用时窗滚动处理故障行波进行能量比计算,得到信号波头时延以实现故障测距。仿真结果表明,该方法在低信噪比环境下有较强抗干扰能力,对微弱突变有效信号也十分敏感,可广泛应用于行波故障测距领域。     

经验模态分解奇异性检测的配电网混合线路测距方法

含架空线和电缆的配电网混合线路发生故障时,故障行波信号传播复杂,波头识别困难。提出一种分形维数与经验模态分解（EMD）奇异性检测结合的配电网混合线路单端行波测距方法。对故障产生的行波信号进行分形滤波后,利用经验模态分解方法提取出高频信号的固有模态函数（IMF）,进行奇异性检测实现行波波头的准确标定,最后利用A型行波测距原理实现配电网混合线路的故障测距。PSCAD仿真结果表明,该方法具有较高的准确性和可靠性,能够有效识别出混合线路中故障点反射波和对端母线反射波,实现故障测距。     

基于VMD和SDEO的低采样率行波故障定位算法

针对传统行波测距方法易受波速不确定性影响和需要在较高采样率下才能保证测距精度的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和对称差分能量算子(SDEO)的低采样率行波故障定位算法,该算法充分利用了初始行波波头的到达时刻和线路长度来消除波速对故障测距的影响,提高了定位精度。并将变分模态分解和对称差分能量算子相结合,利用分解的模态稳定性强的优点和能量算子优异的跟踪信号奇异性的特点,使该算法在较低采样率下也能精确地检测出波头的瞬时能量突变时刻,从而准确定位故障的发生点。EMTP仿真结果验证了所提方法的测量精度较小波故障定位方法有所提升,而且能够节约设备成本,适合于工程实际中的应用。     

基于行波固有频率和VMD的T型输电线路故障定位

基于行波固有频率的输电线路故障定位不受波头检测和同步时钟的限制,具有较大的优势。线路发生故障时,故障行波在故障点以及母线端发生折反射,形成混叠的频率谱,使得固有频率主成分提取存在困难。基于此,提出一种基于行波固有频率和变分模态分解(VMD)的T型输电线路故障定位方法。首先应用VMD算法将故障行波分解为多个模态,便于固有频率主成分的提取;然后通过比较对应支路上检测到的故障点与T节点故障时固有频率的大小关系,确定故障区间;最后根据相应支路的边界条件计算出故障距离。该方法能够很好地克服频谱混叠的影响,并能准确快速的判定出故障区间。EMTDC仿真结果表明,该方法适应性强,定位精度高。     

基于自适应多尺度形态学和CEEMD的谐振接地故障选线研究

为解决小电流谐振接地系统的故障选线不准确的问题,提出了一种基于自适应多尺度形态滤波和互补集合经验模态分解(CEEMD)相结合的选线方法。利用自适应形态学滤波方法可以有效地抑制电力系统故障过程伴随的宽带白噪声和孤立脉冲噪声。去噪后通过比较故障线路与非故障线路经CEEMD分解和希尔伯特黄变换(HHT)的特征分量一阶差分极性与相位进行选线。与经验模态分解(EMD)和集成经验模态分解(EEMD)相比,CEEMD能够更好地减小模态混叠的影响,同时减小分解误差。在MATLAB仿真软件中,对不同故障位置、过渡电阻、故障初始角进行分析,对上述方法进行了验证。大量仿真表明,该方法不受初始故障角、故障位置及过渡电阻的影响。     

分布式输电线路故障定位装置的研制

传统故障定位装置多是安装在变电站内,高频故障行波经过CT后会发生衰减,频带变窄,影响波头的检测.该文提出一种新型的分布式输电线路故障定位装置设计方法,在一条线路上沿线设置若干检测点,利用Rogowski线圈直接检测输电线路中的高频故障行波,根据输电线路接地故障行波中线模和零模分量在线路中传播速度不同,利用到达各检测点的...     

奇异值差分谱理论及其在行波固有频率提取中的应用

当线路发生故障时,由于波阻抗的不连续性,故障行波的折反射现象会形成一系列混叠的固有频率频谱,因此,有效、准确地从混叠现象中提取行波固有频率成为故障测距的首要问题。因此,文章提出利用奇异值差分谱理论对原始信号进行分类处理,不仅能够降低噪声干扰,还能够提取到不同频率信号,降低频谱混杂现象,并且采用基于谐波模型的概率估计算法准确识别固有频率。通过PSCAD仿真分析,此方法能够从频谱混杂中准确提取到行波固有频率,实现对电网的故障定位。     

匀相窄波局部特征尺度分解方法及其在机械故障诊断中的应用

局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition,LCD)方法在改善了经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法的同时,也继承了EMD的模态混叠问题.噪声辅助分解是解决EMD模态混叠问题的主要方法之一,但由于LCD对于噪声更加敏...     

基于改进Hilbert谱分析的STATCOM并补线路保护方法

希尔伯特-黄变换可以对非线性非平稳信号的特征进行提取,但由于噪声的干扰对经验模态分解(EMD)过程和结果影响很大,存在严重的模态混叠现象。针对此不足,提出了首先对原始信号进行归一化相关性甄别和小波包分解预处理技术,对含噪故障信号进行消噪处理后再作HHT分析的改进方法,利用此方法对含静止同步补偿器(STATCOM)的并补线路保护在稳态运行时的测量信号进行分析,结果表明改进HHT方法有效地消除了模态混叠现象。并利用此方法对含STATCOM的并补线路保护在各种故障暂态时的电流信号进行Hilbert谱分析,结果表明,含STATCOM的并补线路故障时的Hilbert谱会发生突变,且区内故障和区外故障时有明显差别。根据此特征构成并补线路单端暂态量保护判据,仿真分析表明,该判据不受故障类型、故障位置、过渡电阻、补偿度以及母线电容变化的影响,具有良好的适应性和灵敏性。文中的分析方法及思路对串补线路暂态保护的应用研究具有一定的参考价值。     

基于差值矩阵的多端输电线路故障定位研究

针对现有多端输电线路故障行波检测困难、定位精度不高、判定算法复杂等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)算法和Hilbert变换相结合的行波检测法和一种基于差值矩阵的多端输电线路故障行波定位算法。首先通过行波传感器采集故障行波信号,利用VMD分解算法对故障行波进行分解,结合Hilbert变换提取模态分量IMF1的瞬时频率,根据第一个瞬时频率的奇异点位置确定故障行波的达到时刻。然后利用行波到达各端的时间和行波传输原理,得到多端输电线路故障分支判定矩阵。最后根据故障分支判定矩阵确定故障支路,实现故障点的精确定位。ATP/EMTP仿真结果表明,所提检测方法能够准确检测故障初始行波的到达时间,多端输电线路定位算法能够准确判定故障支路,相比于HHT检测方法下的定位算法,进一步提高了定位精度。