自适应网络结构的故障行波定位方法

输电网中环路的存在会影响故障初始行波到达时间与行波传输路径的匹配,影响故障点位置的计算.为此,提出了一种自适应网络结构的故障行波定位方法.对于故障线路不包含于环路的情况,利用Floyd算法搜索故障点到网络中各节点的最短路径;对于故障线路包含于环路的情况,确定环路中初始行波到达时间最大的节点为解环点,并提出了剔除无效路径的时间判据,将复杂故障网络简化为辐射形网络.在辐射形网络中,运用基于整个电网的故障行波定位算法,实现全网综合定位.仿真结果表明,该方法实现简单,适用于任何结构的电网,能够有效弥补现有行波网络定位算法的缺陷和不足.     

电网故障行波定位装置优化配置方法

现有的电网故障行波定位装置优化配置方法,算法复杂,不易操作,为此提出了一种电网故障行波定位装置优化配置方法。该算法通过分析电网中任意变电站到故障线路两端变电站的最短路径差与故障线路本身长度之间的关系,可将所有变电站分为两组,求其最小合集,该集合上元素即为需要装配行波定位装置的变电站。实际系统的配置分析和仿真结果表明提出的优化配置方法实现简单,可以在不影响定位可靠性的前提下减少定位装置的布点,从而有效节省投资。     

基于网络故障的行波定位装置的优化配置方法

随着行波定位装置应用的电压等级越来越低,低电压等级电网的站、线数量多,拓扑结构复杂,如何经济、合理地配置行波定位装置,实现故障定位的全网覆盖,具有重要意义。在行波网络定位算法的基础上,提出了一种网络分解的行波定位装置优化配置方法。该方法通过分析每个变电站与故障线路的连接关系,用简单网络代替原网络中复杂的连接关系,求出各条故障线路下的有效变电站,最终获得全网行波定位装置配置方案。在此基础上,以每退出一套装置导致的网络定位算法失效的线路长度,决定所有装置的安装顺序,并以某输电网络为例,验证了所提算法的可行性及有效性。     

基于初始波头广域传输路径的行波定位单元优化配置

提高定位装置利用率缩减成本是广域行波测距研究的重点之一。行波传输路径与故障位置有关,文中将网络中的所有线路预设为故障支路,并考虑故障位置分别为线路两端部分的严重情况,将复杂网络简化为不含环路的网络,进而分析初始波头的传输路径,从而求取公共配置集。考虑了线路退出运行的情况,基于配置集合建立约束条件,利用基于模拟退火的粒子群优化算法求取最优配置方案。该方案能够保证系统中任意位置出现故障均能够被观测,同时结合D型行波法和组合测距算法,有效降低广域测距定位单元配置数目。仿真结果证明了配置方案可行性。     

基于网络的故障行波定位算法

为了解决电网故障双端行波定位中任一定位装置故障、启动失灵或时间记录错误等导致的定位失败难题,提出了基于网络的故障行波定位算法,根据电网中故障行波到达各变电站的精确时间和行波传输的最短路径进行综合定位计算。运用Floyd算法计算电网的最短路径矩阵,匹配行波波头到达各变电站的精确时间;分析不经过故障线路的最短路径,在线计算行波传播速度;并寻找经过故障线路的最短路径,在线计算故障点位置;为每个变电站设置权重,对所有不同路径的计算结果加权求和,得到故障点的精确位置。EMTP仿真分析和现场运行结果表明,该定位算法误差小于150 m,可靠性高、鲁棒性强,较好地满足了电网运行要求。     

复杂输电网行波故障定位方法

为了解决故障发生在双回线路(或多回线路)或故障线路两端某个变电站行波定位装置时间记录失败时,可能出现的双端行波定位算法失灵的问题,论文提出了复杂输电网行波故障定位方法。该方法依次假设电网中每一条线路为故障线路,采用保留故障线路的Dijkstra算法得到经过故障线路的计算路径。若计算路径存在冗余,则根据网络定位算法直接得到故障定位结果;若计算路径不存在冗余,则对输电网络实施单端行波定位装置增配方案,确保网络中任一行波定位装置时间记录失败时故障定位的可靠性。其次,论文还提出了一种复杂测量网络简化方法,能够简化网络定位算法的计算过程,提高定位计算的速度。最后对株洲实际电网进行仿真验证分析,结果表明,该方法实现简单,定位可靠性高,工程实用性强,能够解决复杂输电网的故障定位问题。     

一种无需参数整定的混合线路故障行波定位方法

为解决混合线路故障行波定位中行波波速与线路长度参数整定的难题,论文分析了混合线路中故障行波的传输特性,提出了一种无需参数整定的故障行波定位方法。该方法在线路不同位置设置多个模拟故障点,依次试验测试或仿真测试线路上各个模拟故障点产生的故障行波传输到该线路首端与末端的时间差,构建基准行波时差数组;当线路实际发生故障时,由行波采集装置测量行波信号到达线路首端与线路末端的时间差,与基准行波时差数组中各元素比较,判别故障区段;并计算故障点在故障区段线路的相对位置,根据各杆塔或电缆接头的位置确定故障点准确位置。仿真结果表明该方法无需整定线路长度和行波波速,且定位结果不受线路弧垂的影响,具有算法简单、实用性强、定位精度高的优点。     

输电线路双端行波故障定位新算法

双端行波故障定位原理简单,但受行波波速的不确定、输电线路长度差异以及行波波头到达时间记录不准确等因素的影响,容易出现较大的定位误差.在常规双端行波故障定位原理的基础上,提出了一种新型输电线路双端行波故障定位算法,通过记录故障初始行波到达线路两端的时刻、参考端记录的故障点反射行波和对端母线反射行波到达时刻,解方程组得到不受波速和线路弧垂影响的故障定位结果.实际应用结果表明,该算法具有较高的定位精度.     

输电线路单端故障定位的阻抗-行波组合算法

为了提高输电线路单端故障定位的可靠性和精确性,提出了集测量阻抗法与行波法于一体的阻抗-行波组合算法.由测量阻抗法粗略地计算故障点位置,由该距离分别确定故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线时刻的区域,分别在相应的区域内检测故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线的准确时刻,并根据检测结果进行故障定位.该算法中测量阻抗法保证可靠性,行波法提高精确性,两者具有优势互补性.仿真试验验证了所提出的组合算法的正确性.     

一种改进行波时频复合分析的杆塔故障定位方法

基于时频复合分析的行波故障定位方法依赖于固有频率法的测距可靠性。为进一步提高该方法的测距精度及可靠性,提出一种改进的时频复合分析行波杆塔故障定位方法。首先分析两侧故障信号,分别得到主固有频率,采用改进的固有频率法初步得到故障点位置;然后利用小波工具对信号进行时域分析,根据固有频率法得到的故障位置推导故障点反射波头到达母线的时间;最后由线路两端故障点反射波与初始行波的时间差之比进行杆塔故障定位。EMTP联合Matlab仿真分析表明,该方法提高了固有频率法测距稳定性,有利于时域分析。同时,对400 km线路的杆塔定位误差在400 m以内,耐受过渡电阻达350?,在线路长度变化3 km情况下不影响故障测距。     

基于网络的行波故障定位软件设计

基于整个输电网的行波故障定位方法,综合网络中各变电站测量到的故障行波到达时刻计算故障点位置,能有效提高定位结果的精度和可靠性。文中基于该方法,设计了基于网络的故障行波定位软件。包括故障计算单元、数据库管理单元、GPRS(通用分组无线电业务)无线通信单元、故障信息发布单元。实现了全网故障定位计算、分散分布的行波定位装置与故障定位主机之间GPRS无线通信、全网故障信息数据的管理以及基于Web的故障信息发布等功能。现场运行表明,该软件稳定可靠,定位准确,完全符合工程要求。     

基于遗传算法的电网故障行波定位装置的优化配置

为了提高电网故障行波定位系统的稳定性和经济性,提出了一种电网故障行波定位装置的优化配置方法。该方法首先根据配置规则建立的约束关系进行故障行波定位装置的初始配置,然后运用遗传算法对得到的初始配置方案进行优化,最后对于行波定位装置配置数目相同的方案根据配置冗余度进行方案优选。该方法将优化过程与配置过程有效结合,可缩小遗传算法的寻优范围,从而提高遗传算法的求解速度。最后对某系统进行仿真验证表明,经过优化后的配置方案可以在不影响电网故障定位鲁棒性和准确性的基础上适当减少故障行波定位装置的配置,有利于节约投资。     

基于行波理论的先进故障测距系统实现算法

针对常规行波测距受波速和线路长度参数影响较大等问题,提出并实现了具有多空间数据源综合利用、双模式测距、特殊网络结构自适应优化测距等先进算法的综合行波测距系统。相比常规行波故障测距系统,该系统在线实时确定波速度参数,改变了常规系统中设置固定数值的方式;线路长度的实时校正可消除线路参数长度不准确的影响;同时该系统具备独立测距能力提升的单端测距算法及T型特殊线路自动测距的能力。模拟实验验证表明,该算法可深度优化测距结果,有效提高测距精度,并显著提高行波故障测距的适应能力。     

考虑波速变化特性的直流输电线路行波故障测距新算法

提出一种考虑波速变化特性的新型直流行波故障测距算法,有效解决了由于采用固定波速造成的某些故障距离下测距误差过大的问题。首先深入分析了故障行波的变波速特性,得出结论：对于合适分辨率的测距装置,行波波速为故障距离的一元函数。基于这一结论深入分析了变化波速对直流行波故障测距的影响机理,并提出了考虑波速变化特性的新型故障测距算法。在EMTDC环境下进行了仿真分析,相关结果证实了所提算法的有效性。     

Research on multi-terminal traveling wave fault location method in complicated networks based on cloud computing platform

Cloud computing technology is used in traveling wave fault location, which establishes a new technology platform for multi-terminal traveling wave fault location in complicated power systems. In this paper, multi-terminal traveling wave fault location network is developed, and massive data storage, management, and algorithm realization are implemented in the cloud computing platform. Based on network topology structure, the section connecting points for any lines and corresponding detection placement in the loop are determined first. The loop is divided into different sections, in which the shortest transmission path for any of the fault points is directly and uniquely obtained. In order to minimize the number of traveling wave acquisition unit (TWU), multi-objective optimal configuration model for TWU is then set up based on network full observability. Finally, according to the TWU distribution, fault section can be located by using temporal correlation, and the final fault location point can be precisely calculated by fusing all the times recorded in TWU. PSCAD/EMTDC simulation results show that the proposed method can quickly, accurately, and reliably locate the fault point under limited TWU with optimal placement.     

多分支配电网故障定位方法研究与模拟试验

针对配电网拓扑结构复杂、分支众多导致当前行波故障测距成本不断攀升的问题开展研究,改变配电网内分支线路处行波测距装置配置方案,对无测距装置配置的分支提出双端线零模波速差故障测距方法,实现单相故障定位的全覆盖。利用实物电路元件构建配电网模型,在单相故障的模拟实验中使用高速数据采集卡实际提取模量行波波形并计算模量行波波速,进一步贴合生产实际。试验与计算结果表明,本方法测距精度高,稳定性强,使测距成本明显降低,具有实际推广意义。     

Development approach of a programmableand open software package for powersystem frequency response calculation

This paper presents a day-ahead optimal energy management strategy for economic operation of industrial microgrids with high-penetration renewables under both isolated and grid-connected operation modes. The approach is based on a regrouping particle swarm optimization (RegPSO) formulated over a day-ahead scheduling horizon with one hour time step, taking into account forecasted renewable energy generations and electrical load demands. Besides satisfying its local energy demands, the microgrid considered in this paper (a real industrial microgrid, “Goldwind Smart Microgrid System” in Beijing, China), participates in energy trading with the main grid; it can either sell power to the main grid or buy from the main grid. Performance objectives include minimization of fuel cost, operation and maintenance costs and energy purchasing expenses from the main grid, and maximization of financial profit from energy selling revenues to the main grid. Simulation results demonstrate the effectiveness of various aspects of the proposed strategy in different scenarios. To validate the performance of the proposed strategy, obtained results are compared to a genetic algorithm (GA) based reference energy management approach and confirmed that the RegPSO based strategy was able to find a global optimal solution in considerably less computation time than the GA based reference approach.     

基于优化小波神经网络的输电线路行波故障测距

针对单端行波故障测距方法中故障点反射波与对端母线反射波的识别问题,提出了一种改进粒子群算法优化的小波神经网络的故障测距模型。提取保护安装处检测到的行波波头时间值与反向行波线模分量的李氏指数作为行波特征值,利用小波神经网络拟合行波特征值与输电线路故障距离之间的关系,构建小波神经网络故障测距模型,利用该模型可以直接得到输电线路的故障距离。在标准粒子群算法中引入遗传算法变异因子,利用改进后的粒子群算法作为小波神经网络的训练算法,优化小波神经网络的权值与阈值参数,加快了小波神经网络故障测距模型的收敛速度,并提高了输出结果的精度。仿真结果证明,该方法有效且可行。