[发明专利]基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法

说明书

本发明提出了一种基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法，根据行波的高频特性，截取适当的行波特征时间窗，构造了充分考虑高频分布特性的波头频谱相似函数，并运用频谱分析方法来分析故障暂态行波，并通过相似频谱的优选方法，进一步地提高了波头识别的工作效率与准确率。通过本发明提出的方法寻找与初始行波频谱相近的行波来确定故障第一个反射行波波头到达时刻，能快速准确完成故障测距，并且避免了直接人工确定波头，使波头到达时刻更易确定。本发明属于高压线路中的继电保护领域，具有能提高输电线路故障单端测距的准确率的优点。

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法。

背景技术

输电线路在发生线路故障时，突发的电压电流变化会以电磁波的形式沿着导线向两侧传播，其不但有低频暂态分量，而且还有包含着丰富故障信息的高频暂态行波，因此这些高频暂态行波可以用来进行故障和接地特征分析。当输电线路发生故障时，可以利用这些故障行波信息来确定故障位置，从而使故障能够得到快速处理，因此准确的测距方法对迅速排除故障和及时恢复供电具有十分重要的意义。

现代行波故障测距常见的基本原理有A型、D型、E型、F型四种，其中A型为单端测距，只需要在线路一端安装装置，具有节省大量成本的优点。但同时也存在波形分析困难，可靠性差，存在定位死区等问题。

发明内容

为解决克服A型单端测距的问题，本发明提供一种基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法，以有效提高单端行波测距时对于反射波的识别率，从而大大提高单端行波测距的成功率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

基于频谱相似性评价的单端行波测距反射波辨识算法，包括以下步骤：

(1)在线路发生故障时触发行波检测装置后，记录和保存故障行波数据与时钟数据，并对所述数据进行平滑处理；

(2)对平滑后的数据进行求导，根据数据的极值点得出波头峰值；

(3)取所述波头峰值所在区域的一段行波作为该行波的特征时间窗；

(4)对所述特征时间窗的行波段进行傅立叶变换，得到所述行波检测装置接收到的各个波头信号对应的频域分布；

(5)由所述频域分布算出每个波头信号中每一个频率幅值占总幅值的比值，进而构建各个波头信号与初始波头信号的频谱相似度函数；

(6)利用所述频谱相似度函数，判断各个波头信号与初始波头信号的相似程度，找出线路故障的第一次反射信号；

(7)利用单端行波测距原理，求得故障点到测站的距离。

优选地，所述的波头峰值所在区域的一段行波是指包含了波头峰值且幅值达到波头峰值的0.3倍的行波段。

进一步地，所述步骤(5)包括：