HVDC线路故障定位形态学方法研究

描述了一种快速行波波头检测算法一数学形态学在HVDC线路保护和故障测距中的成功应用。通过对故障暂态电压行波的多分辨形态学梯度(MMG)处理,提出了线路故障的辨识测距算法,同时运用形态学的滤波效应,成功滤除了几种典型噪声。解决怎样在混进噪音的暂态行波信号中有效、可靠的辨识故障行波波头并测距。经过MATLAB大量仿真证实:形态学应用于HVDC线路故障测距,不仅能准确有效的进行故障定位,而且对噪音也具有较好的鲁棒性。     

基于Hilbert算法的HVDC线路故障识别

针对高压直流输电线路中出现的不同故障类型,采用传统的方法对故障进行分类耗时长、精确度不高,为了解决这一问题,本文提出基于Hilbert算法的高压直流输电线路故障识别方法,通过对故障信号进行获取,对信号中的特征信号进行有效提取,对提取到的有效信号利用Hilbert变换方法进行相关分析,根据分析结果,确定故障发生类型,并及时采取有效的保护措施,在短时间内实现线路的保护工作以及切除故障,最后,通过仿真表明该算法能够有效对线路故障进行识别。     

基于数学形态学暂态特征提取的高压直流输电线路精确故障定位

在介绍数学形态学基本原理的基础上,给出了利用数学形态学梯度技术提取暂态行波信号突变特征,反映信号突变时刻的故障定位新方法。仿真结果表明该方法对于近距离故障,高阻接地故障等传统方法难于准确定位的故障类型都具有很好的定位效果。本文详细分析和比较了数学形态学变换和小波变换对突变信号的检测性能,分析和仿真结果都表明,数学形态学梯度技术对突变信号具有很强检测能力,相比于小波变换等积分变换来说,数学形态学对噪声不太敏感,变换结果更易于分辨,且算法简单,耗时较小,易于硬件实现。     

基于数学形态学的输电线路精确故障定位

在介绍数学形态学基本原理的基础上,给出了利用数学形态学梯度技术提取暂态行波故障特征,反映故障行波折返射时刻的行波测距新方法。通过仿真软件着重对近距离故障、高阻接地故障,电压过零时刻故障等传统方法难以精确定位的故障类型进行了大量的仿真研究,同时利用A、B型测距原理进行了故障定位;并利用此方法对某500kV输电线路故障后行波故障定位装置记录的故障数据进行了实例验证;仿真结果和实例验证结果都表明,利用数学形态学梯度技术不仅能够对这些传统方法难于准确定位的故障类型精确定位,而且算法简单,耗时较小,易于硬件实现,对高压输电线路精确故障定位装置的研制提供了理论和技术依据。     

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。     

基于电流积分的HVDC系统阀短路故障分类与定位方法

为实现高压直流输电(HVDC)系统阀短路故障的快速有效处理,提出了一种基于电流积分的阀短路故障分类与定位方法。定义六脉动换流器电流路径中的"交流截面""上桥臂截面"和"下桥臂截面",计算出采样窗内流过各截面的电流积分,以其大小关系为判据,区分交流侧相间短路、桥臂短路和直流出线短路3种典型阀短路故障类型;针对桥臂短路故障,进一步计算出采样窗内各交流支路和其对应桥臂支路的电流积分差值,定位故障桥臂。基于CIGRE模型的仿真结果表明,该方法能快速分类与定位阀短路故障,且不受故障时刻、噪声和采样窗长的影响。     

基于阀短路保护的HVDC换流器区内故障定位新方法

阀短路保护在高压直流输电系统中起到换流器主保护的作用。现有的2类阀短路保护中,仅第1类阀短路保护能够反应于换流器区内的接地故障。但是,对于换流器区内的同一故障,第1类阀短路保护的动作具有不确定性;对于换流器区内的不同故障,第1类阀短路保护的动作具有相似性。文中结合MATLAB仿真,详细分析了接地故障下,第1类阀短路保护的动作特性;根据同一接地故障下第1类阀短路保护动作情况的不同,提出了一种故障时段划分方法,从而能够明确保护的动作情况;讨论了换流器区内不同故障下,第1类阀短路保护动作情况的相似性以及区分方法。综合上述故障时段划分方法及故障类型区分方法,提出了一种换流器区内故障定位的新方法。     

基于参数识别原理的VSC-HVDC输电线路单端故障定位

为保障电压源换流器型直流输电(voltage sourceconverter HVDC,VSC-HVDC)系统的可靠运行,提出一种基于参数识别原理的VSC-HVDC输电线路单端故障定位方法。由于VSC-HVDC输电线路两端并联大电容,识别故障距离的时候,在0模分量网络中可以把两端的换流站系统等效为电容,通过参数识别的原理列写出包含故障距离和过渡电阻2个未知参数的故障定位时域微分方程,通过最小二乘法优化求解该方程即可得到故障距离和过渡电阻,从而实现故障定位。PSCAD下的仿真结果表明,该方法能够实现VSC-HVDC输电线路的准确故障定位,最大测距误差不超过1%。该方法仅需要单端电气量就能实现准确故障定位,对采样频率的要求不高,理论上不受过渡电阻的影响,可以满足VSC-HVDC输电线路故障测距的要求。     

输电线路故障定位装置的研究与发展

输电线路故障定位装置的发展,经历了模拟式（阻抗法）故障定位、单侧数字式故障定位和双侧信号故障定位３个阶段。基于全球卫星定位系统（ＧＰＳ）的两侧同步采样故障定位装置,大大提高了定位精度,它采用调制解调器通过电话线实现两侧的地在近几年内,经过不断善,这种故障定位装置将投入使用。     

基于GWO-TCN网络的HVDC输电线路故障诊断

现有高压直流(HVDC)故障检测方法灵敏度低,难以识别高阻接地故障,提出了一种基于改进灰狼算法(GWO)优化时间卷积神经网络(TCN)的HVDC传输系统故障检测方法,整流侧检测装置采集的故障电流信号直接用作TCN的输入数据,克服了故障信号处理的繁琐过程.利用Simulink仿真软件建立±500 kV高压直流输电线路模型...     

数学形态学用于高压直流输电线路行波保护的探讨

首先分析了高压直流输电线路行波传播特点及行波保护中的两个关键问题即行波滤波和波头捕获,继而详细介绍了数学形态学滤波技术和形态学梯度技术,并把它们成功地应用于直流输电线路暂态行波滤波和故障行波波头的捕获。仿真结果表明,形态滤波技术对于行波信号中的白噪声尤其是对于正负相间的脉冲噪声有很好的滤波能力;经形态学梯度变换后的暂态故障行波中的突变分量易于检测,这种基于数学形态学的行波保护方法在高压直流线路行波保护中具有良好的应用前景。     

高压直流线路区内外故障判别新方法

采用理论推导与仿真分析相结合的方法对高压直流线路区内和区外故障的电压以及电压变化率的暂态特性进行了研究,发现区内外故障的电压变化率最大值出现时刻存在明显差异。利用该特性区分高压直流线路区内外故障。基于PSCAD/EMTDC的仿真测试结果表明,所提方法能可靠识别直流线路区内外故障,且耐受较高的过渡电阻,所需采样频率较低、时间窗短,可基于现有软硬件平台实现。     

数学形态学在行波滤波中的应用

行波故障测距需对行波信号进行采样,采样率往往取得较高,易受到各类噪声的影响。为了克服传统方法和小波方法在抑制噪声方面的不足,引入数学形态学理论。在故障行波上模拟噪声,比较形态学和小波变换算法对各种行波噪声干扰的抑制效果。仿真结果证明形态学算法滤除脉冲干扰的优越性明显,滤除白噪声的效果比小波算法略优。     

整流侧交流系统故障对高压直流输电系统的影响

针对交直流系统并联运行时二者相互影响的问题,以天广直流输电工程和整流侧交流系统故障的事故为基础,利用Matlab对整流过程做数学仿真,并采用傅立叶变换分析仿真结果,从理论的角度阐明了整流侧交流故障时直流电压和电流出现大量二次谐波的原因,这有利于采取相应的保护和控制措施,减小谐波的影响和危害;对更深入的研究交直流并联系统的运行和控制、更有效地处理交直流系统之间的相互影响,也有一定的帮助。     

配电网故障定位的通用矩阵算法

提出了一种反映馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型,并给出了基于这一模型的馈线故障区域定位的新方法,可直观地定位出故障区域,且同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关,对分支末梢区域故障也同样适用。该算法程序设计简单,进一步满足了故障定位的实时性要求,并可推广至多电源复故障系统。通过算例证明了此算法的正确性。     

基于进化算法的模糊抗差理论在输电线路故障定位中应用

从模糊理论的角度,介绍了一种基于进化算法的数据处理方法。该方法通过建立模糊抗差回归模型确定数据的可能性回归区间,然后剔除回归区间外的数据;对保留的数据作最小二秉处理．最终达到提高计算精度和鲁棒性的目的。仿真结果证明了算法的有效性。     

计及容错的配电网故障定位新算法

利用增广故障信息阵以及三态标识法提出了故障定位的新判据,即将电源节点作为增广节点考虑形成网络描述矩阵,再分别根据故障信息节点是否通过故障电流以及馈线终端单元FTU(Feeder Terminal Unit)本身故障三种状态形成故障判定矩阵的对角元素,继而进行故障定位。还给出了FTU信息上传失败以及上传错误两种情况下的判定。该方法有效地解决了线路末端故障以及FTU本身故障的问题,无需复杂的矩阵乘运算以及规格化处理,可满足实时性要求。     

数学形态学用于高压直流输电线路行波保护的探讨

首先分析了高压直流输电线路行波传播特点及行波保护中的两个关键问题即行波滤波和波头捕获,继而详细介绍了数学形态学滤波技术和形态学梯度技术,并把它们成功地应用于直流输电线路暂态行波滤波和故障行波波头的捕获.仿真结果表明,形态滤波技术对于行波信号中的白噪声尤其是对于正负相间的脉冲噪声有很好的滤波能力;经形态学梯度变换后的暂态故障行波中的突变分量易于检测,这种基于数学形态学的行波保护方法在高压直流线路行波保护中具有良好的应用前景.     

基于数学形态学的单相接地故障信号的特征提取

小电流接地电网单相接地故障发生几率很高,选出故障线路的关键是故障信号的特征提取,本文应用数学形态学的形态变换和形态学梯度方法来提取故障信号的特征分量,首先对形态变换和形态学梯度的进行了分析,然后通过对实际采集到的故障数据进行故障特征提取,并对比用小波变换对故障数据进行的特征提取。分析表明数学形态学在信号处理方面具有很好的应用性和计算量小的优势。     

基于配电网故障区域辨识的定位算法

提出了配电网故障区域辨识的定位算法。该算法根据馈线终端单元FTU(Feeder Terminal Unit）上传的电流信息有效地推导出配电网归一化区域负荷电量,从而进行过热区域搜索判别出故障区域。给出了算法原理及实例推导,结果表明该算法有效。该算法亦可适用于末梢馈线段故障及并列多重故障的定位场合。