基于波前陡度的输电线路单端行波故障测距

输电线路单端行波故障测距方法中故障点反射波头识别困难.故障初始行波的波前陡度与故障距离相关,文中分析了波前陡度与故障距离的关系,提出了波前陡度与小波波头识别相结合的单端行波定位方法.方法首先对线路故障后记录的单端行波波形求取小波变换模极大值,获取初始波头及各反射波头起始点,再通过首波头波前陡度计算初步故障距离,筛选最接...     

与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法

基于行波测距原理,提出一种不受波速影响的柔性直流输电线路单端故障测距算法。由于柔性直流输电线路两侧并联大电容,行波在母线处发生全反射。通过对波头的跳变强度和极性,以及在时间轴上的位置关系等3个方面进行分析,为初始反行波和初始前行波首次到达母线测点的时间、以及初始反行波经故障点反射后第二次到达测点的时间的识别和标定提出一套可靠依据,进而推导出一种测距算法。PSACD仿真结果表明,该算法原理正确,具有较高的测距精度。     

输电线路单端行波故障测距新算法

输电线路发生故障后,行波从故障点出发向不同方向行进,基于单端行波测距原理,故障点反射波以及其他折射反射行波到达检测母线的各个行波波头极性组合,反映了线路的不同故障区段,可以直接判断出故障点所属区段。文中对随机故障发生的4个区段,利用各类行波到达检测母线的时间,分别推导了不受行波速度影响的故障测距算法。现场应用验证了该算法的有效性。     

单端行波法应用于输电线路故障测距的研究

单端法是利用电压及电流行波进行线路故障测距的方法,通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间来计算故障距离,并对单端行波法各种计算方法的理论基础和应用条件逐类进行了分析、对比和讨论,在此基础上总结得出了各测距算法的优点及存在的问题,指出了每种算法的适用范围和应用局限性,对影响行波法测距精度的因素也做了分析。最后,对输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。     

基于前行波波形特征的柔性直流输电线路单端行波保护

柔性直流输电具有更好的新能源消纳能力,对于解决大规模新能源的消纳问题具有重要意义。而现有保护原理在雷击干扰下会发生误动,相应雷击干扰识别判据硬件要求高或理论性不强。针对该问题,提出了一种基于前行波波形特征的单端量保护原理。与区内短路故障相比,区外短路和雷击干扰行波时域特征体现为波头变缓以及波尾下降,利用通式参数分别对上述波形特征进行描述,并据此分析故障前行波的波形特征,最后提取能表征波头陡度和波尾下降的前行波波形特征实现区内故障的有效识别。仿真验证结果表明该保护方法能有快速有效的完成故障识别,且具有较强的耐受过渡电阻能力和抗雷击、噪声干扰能力。     

基于集成神经网络的特高压直流输电线路初始电压行波小波变换模极大值比单端测距方法

针对现有故障测距方法存在对高阻故障不灵敏、二次行波波头难以捕捉的问题,提出一种基于集成神经网络的特高压直流输电线路初始电压行波小波变换模极大值比的单端测距方法。首先,推导出故障距离与初始电压行波的线模量和地模量的小波变换模极大值比之间的近似公式,公式表明两者之间具有非线性关系,且此关系与过渡电阻无关。然后,利用AdaBoost-Elman集成神经网络拟合两者之间的非线性关系,提取不同小波尺度下初始电压行波各模量分量的小波变换模极大值比作为集成神经网络输入量,将故障距离作为输出量,构建集成神经网络故障测距模型。将各小波尺度下的初始电压行波各模量分量的小波变换模极大值比输入训练完成的集成神经网络模型即可达到故障测距的目的。仿真结果表明,所提方法测距精度高,且不受过渡电阻影响。     

基于神经网络的特高压直流线路单端测距方法

快速准确的故障测距方法是特高压直流输电线路进行快速定位的关键技术.针对现有故障测距方法存在高阻故障不灵敏、二次行波波头难以捕捉的问题,提出一种基于集成神经网络的特高压直流输电线路初始电压行波小波变换模极大值比单端测距方法.首先,推导出故障距离与初始电压行波线模量和地模量模极大值比之间的近似公式,公式表明两者之间具有非线...     

高压直流输电线路行波色散及行波测距研究

针对长距离高压直流输电线路行波色散影响行波测距精度的问题,对某±800kV直流线路的行波色散现象进行仿真研究,得到10～3000km传输距离对应的电压行波和电流行波的色散波形,分析行波色散对行波测距的影响.为准确标定色散行波的波头到达时刻并准确修正行波波速,本文提出一种在时域标定行波波头时刻的方法,仿真分析不同传输距离时的"距离-时间偏差"曲线和"距离-等效波速"曲线.基于波速曲线采用多次迭代的方式进行行波测距,可实现高精度的直流线路行波测距.采用对装置样机进行波形回放的方式对本文所提方法进行试验验证,结果表明该方法的测距精度满足工程应用需求.     

基于行波模态分解的特高压直流输电线路双端行波测距方法

基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter, LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低、快速性差的问题,提出了一种基于变分模态分解法(variational mode decomposition, VMD)和Teager能量算子(Teager energy operator, TEO)的双端行波故障测距方法。首先,研究了LCC-UHVDC线路故障电压行波的传播特性。利用零模电压随线路传播衰减明显的特征,通过VMD算法提取采样点处零模电压行波的时频特性。针对VMD参数选择不当导致的模态混叠问题,利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence)对提取的模态指标进行优化。然后采用TEO对分解后信号进行瞬时能量谱提取,精确标定波头到达时间,最后采用双端迭代测距法迭代求解故障距离。在PSCAD/EMTDC搭建±800 kV LCC-UHVDC仿真模型进行验证。结果表明,所提方法在不同故障位置、过渡电阻和故障类型下具有较强的鲁棒性。     

输电线路组合行波测距方法研究

分析了输电线路故障后行波的传播过程以及行波折、反射的现象。在此基础上,提出了一种基于两种行波原理相组合的故障测距方法。用单端原理进行初步故障测距,结合故障初始行波到达线路两侧的时间差由单端原理给出准确结果。该方法的优点在于得到的测距结果是单端原理的结果,消除了双端原理测距中线路长度误差及线路两侧准确时间同步问题对测距精度的影响,进而提高了测距准确性与可靠性。ATP仿真表明,所提出的输电线路组合行波故障测距方法是可行的,并且故障测距的精度得到明显提高。     

T型线路行波故障测距的新方法

综合利用T型线路的三端电气量进行故障定位,提出了故障分支判别的判据以及确定故障点精确位置的方法.利用小波变换和模极大值理论对提取的行波进行分析,得到行波波头到达的准确时间.利用行波到达各测量端的时间差判断故障分支,在此基础上利用包含故障分支的初步测距值求取最终测距结果.PSCAD仿真表明,该方法可准确判断T型线路的故障分支,测距误差较小,能够满足实际需要.     

单端行波故障测距的组合方法研究

单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波.行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定.由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够.针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离.利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性.     

基于单端电压行波传输规律的柔直架空线路金属性接地故障测距方法

为准确定位双极运行方式下高压柔性直流输电系统单极接地故障,提出一种基于正反向电压行波关系的单极接地故障测距原理及算法.研究了双极运行方式下发生单极接地故障时的边界条件以及故障后正向电压行波和反向电压行波的差模分量和地模分量之间的关系,在此基础上,提出了基于正反向电压行波关系的单极接地故障测距原理,并分析了过渡电阻对该故障测距原理的影响.仿真验证了所提故障测距原理的有效性和可靠性.     

基于首行波曲率的柔性直流输电线路单端量保护

传统柔性直流输电线路行波保护存在高阻故障时灵敏度不足及拒动的问题.该文首先通过定量分析双极柔性直流输电线路故障时首行波在线路上的色散效应及在边界处的传播特性,推导了区内外故障首行波表达式,得到首行波弯曲程度与故障位置及过渡电阻的关系;其次,利用区内、外故障首行波曲率的显著差异构造故障识别判据,首行波解析式也为定值整定提...     

基于行波法的HVDC输电线路故障测距综述

本文首先介绍了行波的基本理论,包括行波的产生、波动和折反射;其次对HVDC输电线路行波法故障测距进行了详细的分类,并分析了各种方法的优缺点;最后针对行波法的缺点提出建议。     

基于故障距离区间的混联线路单端行波测距

架空线–电缆混联输电线路发生故障时,单端故障行波难以辨识,无法直接用以定位故障点。为提升单端量测距的实用性,提出一种基于故障距离区间的混联输电线路单端行波故障测距方法。首先,利用基于单端工频量的逐段推演故障区段法,初步划定故障距离区间,并通过在线估算对端等值阻抗以确保所划定的区间的正确性;然后,分析划定的区间内的行波传播规律,构建故障点精确定位方法,针对区段连接点邻域内故障的特殊场景,提出连接点故障识别判据和故障区段判据;最后,通过剔除待辨识波头所在区间内的干扰波确保算法精度和可靠性。仿真结果表明,该方法测距精度高,不存在区段连接点邻域测距死区,通用于多段混联输电线路,具备较高的实用价值。     

基于FIMD和Hilbert变换的高压输电线路行波故障定位方法

针对传统高压输电线路行波故障定位精度差且易受行波波速影响等问题,本文提出了一种新型基于快速本征模态分解算法（Fast Intrinsic Mode Decomposition, FIMD）和希尔伯特（Hilbert）变换的高压输电线路行波故障定位方法。该方法采用FIMD对暂态行波信号进行分解以提取固有模态分量,并利用Hilbert变换对其进行频谱分析,进而实现对行波波头的检测。在此基础上,结合行波的传播路径及其测距原理,提出高压输电线路行波故障定位新算法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建某实际500kV双端输电线路模型,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于三端行波测量数据的输电线路故障测距新方法

行波波速的不确定性往往给行波故障测距带来较大误差.目前消除波速影响的单、双端行波故障测距方法中,常存在折反射后的行波衰减至不可测量的问题,此情况下该方法将失效或存在很大误差.在行波故障测距原理基础上,提出了一种新型的不受波速影响的输电线路三端故障测距方法,检测故障行波渡头到达故障线路本端、对端以及相邻线路对端共3个母线测量点的时刻,由这3个时间参数得到的故障距离表达式中消除了波速的影响和线路弧垂造成的误差.仿真结果表明,该方法定位精度高且简单、可靠.     

基于系统阻抗自适应的行波固有频率测距方法

文章研究了在故障线路本端系统阻抗未知或变化情况下的输电线路单端行波固有频率测距方法。该算法通过研究已有的单端固有频率测距算法中系统阻抗的影响机理,假设本端电阻和电感为待识别参数,利用故障行波多次固有频率信息构造非线性目标函数,用Nelder-Mead搜索算法求解局部最优值,得到满足要求的计算阻抗,尽管该计算阻抗不代表实际阻抗值,但由此能得到对应频率下正确的本端反射角,最终得到准确的故障距离。该方法的可靠性及适应性由基于PSCAD/EMTDC的仿真试验验证。大量的仿真表明该算法能在不增加电气量的条件下实现系统阻抗不确定时的精确故障测距,结果不受故障距离、故障类型和过渡电阻的影响,同时计算过程中能实现对测距结果准确度的评价,相比以往方法显著增加了可靠性,具有较好的适应性和实用价值。