[发明专利]一种输电线路雷击故障波形精确测量方法

权利要求书

1.一种输电线路雷击故障波形精确测量方法，其特征在于，它的步骤为：

步骤S-1，利用柔性无磁芯Rogowski线圈自积分电路对输电导线上的电流进行采样测量，确定线路中的线路中的行波电流；

步骤S-2：获取校正系统的输入输出；

将Rogowski线圈装入脉冲电流发生器的输出回路，调节冲击电流发生器的参数，让其输出方波脉冲，同时对Rogowski自积分回路的采样电阻和冲击电流发生器的分流器上的电压值进行采样测量，分别取得N组采样值，分流器上的采样值就是测量系统的输入值，采样电阻上的采样值就是测量系统的输出值；将采样数据转化为标准的电流输入输出测量值u₀(k)、y₀(k)，可以假定校正系统的输入和输出分别为u(k)＝y₀(k)、y(k)＝u₀(k)；

步骤S-3：根据输入输出计算校正系统的脉冲响应；

设定校正系统为线性、时不变系统，则系统输入u(t)、权函数k(t)、系统理论输出z(t)可表示为：

将所有噪声影响等效附加到单一噪声源上，设为v(t)，则校正系统实际输出为y(t)＝z(t)+v(t)；

用采样周期T进行离散采样可得令

g(kT)＝Tk(kT)，并假设系统是稳定的，其建立时间是有限的，即t＞pT之后k(t)≈0，则有：

其中T为采样周期，u(iT)为离散化的系统输入，k(kT-iT)为离散化之后的权函数，g(kT-iT)为系统的脉冲响应，z(kT)为离散化的系统理论输出，y(kT)为离散化的系统实际输出，噪声v(kT)为白噪声，p为选取的脉冲响应点数；

将步骤S-2中取得的N组采样值代入上式得到N-p+1个方程组成的方程组，消去采样周期T，写成向量形式即是：

令

即有Y＝UG+V，理论输出值与实际输出值之间的误差为V＝Y-UG；

通过最小二乘法来求取脉冲响应序列G：设定误差指标为

将J对G微分并令结果为零，求得出一组G令误差指标J最小，解得

-2U^TY+2U^TUG＝0

从而得出脉冲响应的最小二乘估计G＝(U^TU^-1)U^TY；

步骤S-4：利用Hankel矩阵法确定传递函数的阶n；

步骤S-5，利用最小二乘法由系统的脉冲响应求取传递函数的系数A₁＝{a₁，a₂，…，a_n}^T与B＝{b₁，b₂，…，b_n}^T。

2.如权利要求1所述的输电线路雷击故障波形精确测量方法，其特征在于，所述步骤S-1中，行波电流确定方法为利用Rogowski线圈电磁耦合原理采样测量，公式如下 

当 时，忽略电阻上的压降，上式简化为 通过测量采样电阻上的电压，就可以求得线路中的行波电流；

其中，L₀、R₀分别为线圈本身的电感、电阻，M为线圈与输电导线之间的互感，R_s为采样电阻，i₁为被测电流，i₂为线圈回路内的电流，n为线圈匝数。