基于双端阻抗法的配电网故障定位研究

配电网故障定位是电力系统的关键技术。针对配电网故障定位精度易受线路参数影响的问题,文章在分析故障定位原理的基础上,提出了基于双端阻抗法的单电源配电网故障区域定位方法,推导了无分支配电网线路单相接地故障测距方程,为多分支配电网的故障测距提供了基础。MATLAB仿真结果验证了该方法的有效性。     

配电网故障区段定位及测距方法

针对配电网发生单相接地故障后采用人工巡线定位故障困难的问题,提出了一种基于分布参数模型的配电网故障区段定位及测距方法。该方法通过对线路上馈线终端装置上传的故障信息及数据进行分析计算,选择故障区段,然后在线计算该区段线路分布参数,从而得出故障距离。仿真结果表明,该方法受过渡电阻和故障位置等因素影响小,能有效实现故障选线和区段定位,测距误差在1%以内。     

井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法

为了解决采用传统经验模态分解的电缆故障测距方法存在的频带混叠问题,以及基于总体平均经验模态分解的电缆故障测距方法受残留白噪声影响等问题,提出了一种基于补充总体平均经验模态分解的井下配电网电缆故障在线双端行波测距方法。该方法通过补充总体平均经验模态分解提取双端故障行波线模分量的固有模态函数,利用基于瞬时频率突变和模极大值的奇异性检测原理进行行波波头标定,从而实现故障点定位。通过在PSCAD/EMTDC环境下搭建基于频变特性电缆线路的6kV井下配电网模型并进行仿真,验证了该方法测距精度高,最大测距误差不超过4%。     

一种井下配电网故障测距方法

针对采用随机选取法、K-均值聚类法确定RBF神经网络隐含层节点中心和宽度只能得到局部最优解、基本粒子群优化算法易发生早熟收敛且对于某些函数优化精度差的问题,提出了将惯性权重模型和收敛因子模型相结合的改进的粒子群优化算法;针对煤矿井下配电网发生单相接地故障后定位困难、传统的故障测距方法存在可靠性差、测距精度低的问题,提出了采用改进的粒子群优化算法优化RBF神经网络进行井下配电网单相接地故障测距的方法。仿真结果表明,经改进的粒子群优化算法优化的RBF神经网络的测距精度高于RBF神经网络,能够实现故障点的准确、可靠定位。     

基于Hilbert-Huang变换的多端配电网行波故障定位

针对目前研究多端配电网故障定位的方法不多,提出了一种多端配电网的行波故障定位方法。Hilbert-Huang变换法是一种非平稳信号处理工具,通过采用Hilbert-Huang变换法对配电网各端故障行波信号进行处理。将故障暂态行波的α模电流分量进行经验模态分解,取含高频信号的第一个IMF分量做Hilbert变换,得到相应的时频图。由时频图的第一个频率突变点确定行波波头到达线路两端监测点的时刻,依据定段方法与双端测距原理计算出故障点准确位置,从而实现了对多端配电网故障定位。仿真结果表明,本算法适应能力强,可靠,定位准确。     

基于改进阻抗法的复杂有源配电网快速故障测距方法

考虑到复杂有源配电网的拓扑结构含有大量的分支,提出一种基于改进阻抗法的故障测距方法。该方法利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的特征,给出了一种适用于各种故障类型的故障测距方程。首先,采用可能潮流路径法对故障线路进行预筛选;其次,采用一种负荷和下游支路的等效阻抗模型,解决了多分支节点处的分支电流计算的难题,实现了快速的故障测距。仿真分析表明该方法能够在迭代两到三次后快速收敛,并且具有较高的测量精度。     

基于动态云—量子神经网络群的配电网实时故障定位方法

针对传统的配电网故障定位方法在配电网故障信号微弱时存在的故障数据交叉现象严重、实时性较差等问题,提出了一种基于动态云-量子神经网络群的配电网实时故障定位方法;构建了用于配电网故障定位的动态云-量子神经网络群结构模型,提出一种动态云-量子神经网络群改进算法,并给出了基于该算法的配电网实时故障定位步骤;在Matlab软件中采用该方法对某10kV配电网进行故障定位仿真研究,结果表明该方法能够实时、有效地实现故障信号微弱情况下的配电网故障定位,测试精度为97.39%,训练时间为0.001 6s。     

基于小波分析和神经网络的井下电缆故障测距方法

针对现有的井下电缆故障测距方法存在可靠性差、精度低的问题,介绍了一种基于小波分析理论和神经网络的井下电缆故障测距方法,并比较了BP神经网络和RBF神经网络用于该方法的测距性能。该故障测距方法采用3次B样条半正交小波对暂态零序电流信号进行小波变换,得到特定频带内的暂态零序电流模极大值,并将该模极大值作为神经网络的输入信号,根据模极大值与故障点位置的映射关系实现故障定位。仿真结果表明,该故障测距方法能够较好地进行井下电缆故障测距,且RBF神经网络的测距误差及训练速度均优于BP神经网络。     

柔性配电网故障定位技术评述

本文通过对柔性配电网(flexible distribution network,FDN)进行分析,为了使FDN安全可靠稳定运行,但当FDN发生故障时进行故障的隔离和恢复存在很大困难,因此研究FDN故障定位技术具有重大的现实意义。首先对FDN的概念进行分析研究,对比传统配电网的运行方式闭环设计开环运行模式所存在的难题,对FDN的基础技术结合最新研究方向进行分析研究,传统配电网如何转变为FDN进行说明;然后本文总结研究传统配电网故障区段定位、故障定位;对故障区段定位、故障定位所涉及的主要研究方法进行分析,通过文献研究其适用范围和优缺点,并针对这些提出对应的建议,并结合上述分析,研究FDN故障定位技术和其所存在的缺陷以及未来所要研究的主要方向。最后指出当前柔性配电网和有源配电网研究主要存在的问题及未来研究的方向。     

行波故障测距装置现场校验技术研究

为解决行波故障测距装置的现场检测问题,本文讨论了行波测距装置的测距原理,分析了行波测距装置内双端测距的测距方法,研究了故障行波信号特性及电流互感器及二次电缆等二次传变回路对故障行波传递的影响,探究了一套针对行波测距装置的现场校验平台和方法。检测平台主要包括基于高频线性电流放大器为基础的故障行波再现装置、电磁暂态仿真软件以及GPS卫星同步装置。高频线性电流放大器作为故障行波再现装置,至少能同时输出多路高频电流且配备GPS卫星同步系统,以及考虑了二次传变回路的基于电磁暂态仿真软件的故障模拟仿真系统。检测结果验证了现场校验方法和平台的可行性和正确性。行波测距装置现场校验能够有效发现行波测距装置的技术缺陷、检测行波测距装置测距精度及可靠性。     

考虑实时调度的电力系统配电网远程自动监控方法

利用目前方法对电力系统配电网远程自动监控研究时，存在监测故障次数与实际故障次数差距大、时间长、漏报率和误差率大的问题，为此提出考虑实时调度的电力系统配电网远程自动监控方法，通过构建实时调度模型对电力系统配电网进行分析，并确立电力系统的约束形式，分析完成后对电力系统中的配电网进行故障监测，从中获取最大小波奇异值，根据最大小波奇异值对配电网线路状况的反映，完成对电力系统配电网的远程监测。实验结果表明方法的精准度较高、实用性较强。     

井下电缆在线故障选线及定位方法研究

针对煤矿井下供电系统发生单相接地故障时故障点位置难以确定、现有离线测距方法测距精度低的问题,分析了井下电缆供电系统单相接地故障特征,提出了一种煤矿井下电缆在线故障选线及定位方法。该方法利用供电系统单相接地故障时暂态零序无功功率在选线频带内的极性选出故障线路,利用有些频带的暂态高频信号与故障距离成一定映射关系的特点,将不同条件下发生故障时得到的系统母线零序电压和线路零序电流作为输入样本对小波神经网络进行故障测距训练,从而实现故障定位。Simulink仿真结果验证了该方法的有效性和精确性。     

基于神经网络的高压输电线路单端测距方法

针对单端行波故障测距第二个行波波头性质辨识问题,提出一种将小波模极大值方法和神经网络算法相结合的测距方法。采集故障波头时间差和极性等信息作为样本,利用神经网络的非线性拟合能力对样本进行训练、测试,从而建立相应的故障测距神经网络模型。将故障信息代入神经网络模型得到初步测距结果,根据初测结果和波头极性、时间差等性质的关系,对第二个行波波头进行正确辨识,从而得到优化的测距结果。经Matlab/Simulink仿真验证,该方法有较高的可靠性和精确性。     

基于单端故障信息的配电网故障测距

分布式电源(Distributed Generation,DG)分散接入使得基于传统故障特征建立的保护不再适用。为此首先利用变电站出口处采集到的线路单端电压、电流信息,将依据伏安关系求出的故障点电压与依据故障电路方程求出的故障点电压建立等式,得到关于故障距离的一元二次方程。再建立关于配网拓扑结构的修正方程,对流入故障点的电流进行修正。迭代收敛后即可得到确切的故障位置。最后在PSCAD/EMTDC上通过建模验证所提故障定位方法的有效性。仿真结果表明,该故障定位方法不受DG动作特性的约束,也不受过渡电阻的影响,适用于传统配电网以及有源配电网,且具有较高的故障测距精度。     

基于优化核极限学习机的新能源配电网继电保护故障检测技术

随着分布式新能源接入电网容量的不断增加,配电网潮流分布更加复杂,传统的故障检测方法无法满足现有新能源配电网的需求,进一步降低了继电保护装置的可靠性、灵敏性。针对该问题,本文提出了一种基于优化核极限学习机的新能源配电网继电保护故障检测方法。首先,通过小波包变换特征提取配电网三相电流形成时频能量谱;然后,利用鲸鱼优化算法寻优速度快、收敛精度高的优点,优化核极限学习机参数,构建基于鲸鱼优化核极限学习机的新能源配电网继电保护故障检测模型,以准确获取新能源配电网的故障位置、类型、相序;最后,搭建IEEE33节点的新能源配电网模型并进行仿真验证。结果表明,该方法对不同故障位置、类型、相序均具有较高精度,提升了新能源配电网继电保护的故障检测水平。     

基于小波网络的配电网空间数据库故障诊断方法

在进行配电网空间数据库建模中,需要对空间数据库进行优化检测和诊断,提高配电网的稳定运行能力,提出基于小波网络的配电网空间数据库故障诊断方法。构建配电网空间数据库的分布模型,采用高维特征分解方法进行配电网空间数据库的特征量化分解,结合小波网络学习方法进行配电网空间数据库故障状态特征提取,根据故障特征的聚类性进行配电网络空间数据库的结构重组和故障特性辨识,结合模糊统计分析方法,实现对配电网空间数据库的故障智能诊断。仿真结果表明,采用该方法进行配电网空间数据库故障诊断的准确性较好,分辨能力较强,提高了配电网空间数据库的稳定性。     

基于FPGA的铁路电力行波故障定位装置设计

针对铁路运输系统中输电线路故障测距和定位效果不佳的问题，提出基于FPGA的铁路电力行波故障定位系统装置。首先，基于暂态行波方法进行故障性质判断，并采用行波信号采集装置进行信号采集；然后利用模极大值算法进行故障特征提取，并通过模量波速时差分段法求出故障距离，从而实现电力行波故障准确定位。仿真结果表明，在铁路线路长度为60 km的状况下，本方法的绝对误差和相对误差分别控制在100 m和0.12%范围内，适应性极强；故障初相角仿真模拟中，故障初相角测距中的绝对误差始终低于80 m,测距误差较小。在不同故障类型测试中，提出故障测距方法的距离误差控制在100 m范围内，测距精度较高。最后在不同故障类型、故障距离和时间差的条件下，本装置的故障距离绝对误差均稳定在200 m范围内。由此可知，设计的故障测距定位装置具备操作性和稳定性，核心故障测距算法提高了电力行波故障定位精度，满足系统设计需求。     

煤矿井下电缆单相接地故障测距

矿井配电网为单端供电系统,其中性点不接地或通过消弧线圈接地,当出现单相接地故障时,由于故障电流微弱,故障点位置很难查找。针对该问题,提出了一种基于零模和线模行波波速差的单端行波故障测距法,详细分析了行波测距理论,阐述了线模波速与零模波速的测量方法。在理想情况和故障点存在过渡电阻情况下的仿真结果证实了该方法的有效性和可行性。     

简析配网拓扑描述法在故障定位中的应用

电路的故障诊断在实际工程应用中占有重要地位,而故障定位是电路故障诊断的主要内容。本文对故障定位的经典方法进行了详尽的研究。首先将配电网设备物理模型转换成数学模型,然后再依据配电网拓扑描述法,对数学模型的分析推演而解决实际问题。应用结果表明,针对单故障源,该方法方便、快速、可行,但不适用于大规模设备的接入。     

含分布式电源的配电网故障重构研究

随着分布式电源(DG)引入配电网,对配电网故障后供电恢复的研究提出了新的挑战。构建了网损最小、电压分布指数和开关操作次数最少的目标函数,提出了一种能使配电网重构和孤岛划分相结合的故障恢复策略。利用深度优先算法对含DG的配电网进行孤岛划分,然后将杂草(IWO)算法和粒子群(PSO)算法相结合,对故障后的配电网进行最优供电路径的寻优,并利用IEEE 33配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,提出的算法和恢复策略能够有效解决含DG的配电网故障恢复问题。