[發(fā)明專利]一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811615404.6
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109856503B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔玉;程真何;劉貞瑤;葉昱媛;陳軒;鄭建勇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 宿遷市永泰睿博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32264
• 代理人: 陳臣

1.一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法，其特征在于：包括如下步驟:

S1：數(shù)據(jù)獲取：采集輸電線路發(fā)生故障時(shí)的兩端電壓數(shù)據(jù)；

S2：數(shù)據(jù)預(yù)處理：將兩端電壓數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)判斷線路是否處于故障狀態(tài)；

S3：采用雙端法求取故障位置特征函數(shù)值：根據(jù)故障線路參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系構(gòu)建目標(biāo)特征函數(shù)，求解目標(biāo)特征函數(shù)的最優(yōu)解以確定故障位置；

S4：全網(wǎng)覆蓋求取：遍歷電氣網(wǎng)絡(luò)中每一條線路，重復(fù)步驟S1-S3，篩選出所有故障線路，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解，對應(yīng)自變量值即為故障位置；

所述步驟S3中，采用雙端法求取故障位置特征函數(shù)值，包括如下步驟：

(1)將故障點(diǎn)看作是新節(jié)點(diǎn)F，利用對稱分量與線性疊加的原理，以線路的正序參數(shù)為主要計(jì)算參數(shù)，則該三節(jié)點(diǎn)線路的導(dǎo)納矩陣Y_f可表示為：

其中，Y_PQ＝Y(jié)_QP＝0；其中，z_PF、y_PF、z_FQ和y_FQ均是與m有關(guān)的線路參數(shù)；Z_P和Z_Q為兩端三相電源的正序阻抗；

(2)由電壓、導(dǎo)納與電流之間的關(guān)系，可推知每個(gè)節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)正序電壓相量變化量與正序電流相量變化量之間的關(guān)系為由目前的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)為3可得其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可采集到的是A相、B相、C相三相的電壓相量值，以P節(jié)點(diǎn)為例，為P節(jié)點(diǎn)三相電壓變化量經(jīng)相模轉(zhuǎn)化矩陣轉(zhuǎn)化得到的P節(jié)點(diǎn)的正序電壓變化量：式中，分別表示故障前后節(jié)點(diǎn)的零序、正序、負(fù)序電壓相量變化量，分別為故障前后節(jié)點(diǎn)的A相、B相、C相電壓相量的變化量；轉(zhuǎn)化矩陣T可表示為

(3)由阻抗與導(dǎo)納的倒數(shù)關(guān)系，可由得到根據(jù)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)為3可推得則因此約去故障電流，即可得到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)正序電壓變化量的與阻抗矩陣分量的比值等式關(guān)系為那么將等式兩邊相減取絕對值構(gòu)造與故障位置距線路一端節(jié)點(diǎn)距離比m有關(guān)的函數(shù)

(4)將f(m)經(jīng)粒子群優(yōu)化算法處理即可的到所需的m的值，實(shí)現(xiàn)雙端、單回線輸電線路的故障定位，

所述步驟(4)的式中，k表示當(dāng)前迭代次數(shù)；與分別表示，在d維搜索空間中，第k代粒子個(gè)體極值與粒子i當(dāng)前位置的差值和全局極值與該粒子當(dāng)前位置的差值；c₁r₁與c₂r₂為非負(fù)常數(shù)；與分別為第k代粒子i的速度和位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法，其特征在于：所述步驟S1中，獲得線路正常運(yùn)行數(shù)據(jù)及基于不同對地過渡電阻單相接地故障、兩相接地故障、三相接地故障、兩相相間短路故障，采集線路兩端節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法，其特征在于：所述步驟S2中的處理方法包括：

將所得數(shù)據(jù)輸入S變換，分離出故障波段與正常波段，并計(jì)算出其電壓幅值與相位，將所得到正常運(yùn)行時(shí)節(jié)點(diǎn)的電壓相量和發(fā)生故障時(shí)的電壓相量改寫成指數(shù)形式并作差，經(jīng)相模轉(zhuǎn)換后作為初始數(shù)據(jù)源，并通過波形趨勢判斷線路是否處于故障狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法，其特征在于：所述步驟(4)中的處理過程為：首先需根據(jù)速度和位置更新公式設(shè)置參數(shù)，然后對第一代粒子的速度和位置進(jìn)行隨機(jī)賦值后即可正常迭代，迭代的終止條件為符合適應(yīng)度值或者迭代次數(shù)達(dá)到上限。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S變換及同步相量測量的輸電線路故障定位方法，其特征在于：所述步驟S4中，遍歷電氣網(wǎng)絡(luò)中每一條線路，將每條線路兩端的數(shù)據(jù)均經(jīng)S變換判斷是否處于故障狀態(tài)，篩選出所有故障線路，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解，對應(yīng)自變量值即為故障位置。