[發(fā)明專(zhuān)利]一種故障行波定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810835374.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109001594B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉謀海;胡軍華;楊茂濤;熊德智;葉瀏青;賀星;譚海波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司供電服務(wù)中心（計(jì)量中心）;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08;G01R31/11
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清;胡君

本發(fā)明公開(kāi)一種故障行波定位方法，步驟包括：S1.輸電線路發(fā)生故障時(shí)，采集輸電線路的故障行波信號(hào)；S2.將采集的故障行波信號(hào)進(jìn)行解耦變換，得到故障行波的分量信號(hào)；S3.將故障行波的分量信號(hào)進(jìn)行VMD分解，得到分解后的模態(tài)分量；S4.使用Hilbert變換提取模態(tài)分量的瞬時(shí)頻率，根據(jù)提取的瞬時(shí)頻率確定故障初始行波的分量信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻；S5.使用故障初始行波的分量信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻確定得到故障點(diǎn)的位置。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、所需成本低、應(yīng)用靈活且定位效率及精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種故障行波定位方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸電線路的負(fù)荷量逐年增加，電力客戶(hù)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求越來(lái)越，如何快速查找輸電線路故障點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)故障的快速切除已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的重要保障。

行波定位法作為故障定位最有效的方法之一被普遍使用，根據(jù)行波定位原理的不同，行波定位法分為單端行波法和雙端行波法，其中單端行波法利用故障初始行波到達(dá)線路一端的時(shí)間和故障點(diǎn)反射行波到該端的到達(dá)時(shí)間，結(jié)合故障行波的傳輸速度計(jì)算故障點(diǎn)位置；雙端行波法利用故障初始行波到達(dá)線路兩端的時(shí)間，結(jié)合故障行波的傳輸速度計(jì)算故障點(diǎn)位置。由行波定位法的原理可知，上述行波定位法得到的行波定位結(jié)果的精度取決于故障行波波頭的達(dá)到時(shí)刻和行波的傳輸速度。

針對(duì)故障行波波頭的檢測(cè)問(wèn)題，目前存在多種檢測(cè)方式，如使用小波分析的方法、希爾伯特黃變換(Hilbert Huang Transform，HHT)檢測(cè)方法等，其中小波分析在一定的噪聲情況下對(duì)非奇異信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，具有良好的效果，但不同的分解尺度和小波基函數(shù)會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果；利用HHT檢測(cè)時(shí)，其中的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)算法存在模態(tài)混疊現(xiàn)象和端點(diǎn)效應(yīng)，造成測(cè)距誤差較大，雖然有從業(yè)者提出采用EEMD和ELMD方法對(duì)模態(tài)混疊現(xiàn)象進(jìn)行抑制，但仍無(wú)法消除模態(tài)混疊和端點(diǎn)效應(yīng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、所需成本低、應(yīng)用靈活且定位效率及精度高的故障行波定位方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種故障行波定位方法，步驟包括：

S1.輸電線路發(fā)生故障時(shí)，采集輸電線路的故障行波信號(hào)；

S2.將采集的所述故障行波信號(hào)進(jìn)行解耦變換，得到故障行波的分量信號(hào)；

S3.將所述故障行波的分量信號(hào)進(jìn)行VMD(Variational Mode decomposition，變模態(tài)分解) 分解，得到分解后的模態(tài)分量；

S3.使用Hilbert變換提取所述模態(tài)分量的瞬時(shí)頻率，

根據(jù)提取的瞬時(shí)頻率確定故障初始行波的分量信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻；

S4.使用所述故障初始行波的分量信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻確定得到故障點(diǎn)的位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2中采用凱倫布爾變換對(duì)故障行波信號(hào)進(jìn)行解耦變換，得到故障行波的零線模分量和線模分量信號(hào)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中進(jìn)行VMD分解時(shí)，將所述故障行波的零線模分量和線模分量作為實(shí)值輸入信號(hào)f，并分解為多個(gè)具有特定稀疏屬性的離散模態(tài)信號(hào)u_k，其中利用多個(gè)維納濾波組實(shí)現(xiàn)濾波。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中進(jìn)行VMD分解的步驟為：

S31.設(shè)定初始值，將和n的初始值設(shè)為0，K設(shè)置為需要分解的正整數(shù)， n＝n+1，{u_k}和{ω_k}分別為k個(gè)模態(tài)分量和各模態(tài)分量的中心頻率；