[發明專利]電網故障點及故障嚴重程度的確定方法

無效

• 申請號: 201110051840.7
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102183709A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 董清;顏湘武
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02;G01S5/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于電力系統測控技術領域，尤其涉及一種電網故障點及故障嚴重程度的確定方法。

背景技術

由于電力系統輸電線路規模龐大，網架結構覆蓋地域廣闊，當輸電線路上發生短路故障時，如何在廣闊的電網中及時、準確定位故障點，為線路檢修人員快速查找和排除故障，以及為減少因電網停電造成的經濟損失具有重要的意義。當電網中發生故障后，如果能確定故障擾動對電網產生危害影響的程度，將對電網運行人員采取相關的電網調控措施提供重要的幫助。

目前國內外用于電力系統輸電線路故障定位的方法主要有兩類：阻抗法和行波法。對于如何確定故障擾動對電網產生危害影響程度的方法未見報道。

阻抗法需要建立輸電線路的數學模型，通過采集故障時的電壓和電流信號，利用求解故障點的阻抗以及線路長度與阻抗的關系方程，進而求得故障點的距離。由于受到故障點的過渡電阻、線路參數的精確度、電壓和電流變換器誤差等因素的影響，以及難以適用于T型等接線結構復雜的線路，使得阻抗法存在測距誤差大、適應能力差的缺點。

行波法是根據行波傳輸理論進行故障測距的方法，當輸電線路發生故障時，在故障點會產生沿輸電線路傳播的暫態行波，其傳播速度很快、接近光速，借助于GPS時標，通過測量和計算故障時的電壓或電流行波在線路上傳播的時間，進而利用行波波速、傳播時間和距離的函數關系來計算故障點的位置。行波測距法的關鍵是要需要準確地識別來自故障點的行波波頭并確定其對應的時刻。

目前的行波測距法都是通過檢測行波波頭最大值對應的時刻來提取行波到達測量點的時間，在目前提取波頭到達時刻信息的各種方法中，都是針對單一采樣測量點的行波信號進行分析，由于電網中故障類型的多樣性、接地電阻的差異性和故障時刻的不確定性等多種因素都會影響行波波頭的特征，使得檢測波頭最大值對應的時刻存在較大的困難和誤差。同時，由于行波傳播速度快，要想采樣得到行波波頭的最大值及其對應的時刻，需要測量環節的采樣頻率非?？?，過快的采樣頻率容易導致系統的抗干擾性能降低；另外，對于有些跳變速度快、尖銳的行波波頭，還有可能出現漏檢的情況發生，導致測量計算結果的嚴重失真。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種電網故障點及故障嚴重程度的確定方法，用于克服目前使用的電網故障點定位方法存在的不足，填補定量分析故障擾動對電網產生危害影響程度的空白。

技術方案是，一種電網故障點及故障嚴重程度的確定方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：在電網中安裝行波測量單元；

步驟2：將各行波測量單元劃分成不同的測量集合；

步驟3：當電網發生故障時，各行波測量單元分別同時測量設定時長的電壓行波數據和電流行波數據；

步驟4：在各測量集合內，比較任意兩個行波測量單元測得的電壓行波數據或者電流行波數據波形的相似度最大值，提取行波到達所述兩個行波測量單元的時差，確定行波波頭在該測量集合中首先到達的行波測量單元；

步驟5：針對各測量集合內行波波頭首先到達的行波測量單元，比較任意兩個行波波頭首先到達的行波測量單元的電壓行波數據或者電流行波數據波形的相似度最大值，確定各測量集合內行波波頭首先到達的行波測量單元中，行波波頭最先到達的行波測量單元，該行波測量單元所在的測量集合即為故障點所在的測量集合；

步驟6：確定故障點所在的具體位置；

步驟7：確定故障的嚴重程度。

所述在電網中安裝行波測量單元具體是：

在輻射形結構的電網中，當只有首端結點和末端結點時，在首端結點和末端結點各安裝1個行波測量單元；當除了首端結點和末端結點外，還有中間結點時，在首端結點和末端結點各安裝1個行波測量單元，并任選首端結點和末端結點之間的1個中間結點安裝行波測量單元；

在環形結構電網中，在最長線路的首端結點和末端結點各安裝1個行波測量單元，當兩個相鄰環形結構電網共享公共線路時，以共享的公共線路為最長線路，再選取該最長線路以外的任意1個結點安裝行波測量單元；

行波測量單元用于采集與結點相連的所有線路上的電流行波數據和母線上的電壓行波數據。

所述步驟4具體包括：

步驟101：設定任意兩個行波測量單元分別為行波測量單元A和行波測量單元B；

步驟102：行波測量單元A和行波測量單元B在設定時長t內，測得電壓行波數據或者電流行波數據，其中，電壓行波數據分別為f_VA(τ)、f_VB(τ)，τ∈[0，t]，電流行波數據分別為f_IA(τ)、f_IB(τ)，τ∈[0，t]；