[发明专利]一种有限PMU下基于估计的输电线路故障检测方法

说明书

本发明公开了一种有限PMU下基于估计的输电线路故障检测方法，采用间隔母线布置PMU策略，将电网分成几个区域，估计出未布置PMU母线的总估计电流，根据它是否超出阈值来检测疑似故障区域，采用t检验对疑似故障区域进行数据不同步的检查与校正；利用各PMU数据，较精确地估计得到未布置PMU母线的正序估计电压和估计电流，利用双端测距原理，分别计算各疑似线路的故障距离，建立有限PMU下的输电线路故障检测判据。本发明能够正确地检测故障线路，不受故障位置、故障类型、过渡电阻的影响，对于线路参数的一定误差，仍具有较高的检测准确性，并具有一定的抗不同步能力。

技术领域

本发明属于电力系统故障检测领域，具体涉及一种有限PMU下基于估计的输电线路故障检测方法。

背景技术

随着电力系统的发展，电网结构日益复杂，基于本地信号的传统保护整定变得困难[1-3]。由于相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)具有时间精度高和测量结果准确等优点，引入PMU为输电线路的故障检测和定位提供了新手段[4,5]。考虑到PMU布局的经济性，因此需要研究有限PMU布局的输电线路故障检测方法。

文献[6]通过比较疑似故障线路两端正序电流相角的绝对值来检测故障线路；文献[7]采用最小二乘法，估计各节点的电压，然后估计出各线路电流，计算电流残差来判断故障，但是估计的电压并不够准确；文献[8]利用故障关联因子识别疑似故障线路；文献[9]提出基于差动有功功率的线路保护原理，抗过渡电阻能力强；文献[10]提出基于电压故障分量和功率分布的后备保护方案，但是需要所有母线布置PMU。

文献[11][12]在有限PMU策略下利用分布参数模型，推算故障点的电压电流，从故障通路纯电阻性角度建立方程，准确求得故障位置，但是其计算过程较复杂；文献[13]利用有限PMU的故障分量，结合两种纯故障等值模型，对故障点进行精确定位，但是它基于集中参数模型，对实际的长线路可能并不太适用。

参考文献

[1]季修.防御大停电的广域保护和紧急控制[M].中国电力出版社,2007.

[2]鞠平.电力系统广域测量技术[M].北京：机械工业出版社,2008.

[3]王晓茹,Hopkinson K M,Thorp J S,et al.利用Agent实现新的电网后备保护[J].电力系统自动化,2005,29(21):57-62.

[4]De L R J,Centeno V,Thorp J S,et al.Synchronized Phasor MeasurementApplications in Power Systems[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2010,1(1):20-27.

[5]Aminifar F,Fotuhi-Firuzabad M,Safdarian A,et al.SynchrophasorMeasurement Technology in Power Systems:Panorama and State-of-the-Art[J].IEEEAccess,2014,2:1607-1628.

[6]Eissa M M,Masoud M E,Elanwar M M M.A Novel Back Up Wide AreaProtection Technique for Power Transmission Grids Using Phasor MeasurementUnit[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2010,25(1):270-278.

[7]王晨,童晓阳,王睿晗,等.有限相量测量单元下最小二乘估计的广域后备保护算法[J].电力系统自动化,2015(20):124-129.