[发明专利]基于单端行波法的不对称输电线路故障定位方法

说明书

基于单端行波法的不对称输电线路故障定位方法，包括不考虑线路的对称性，均直接输出线路阻抗参数；在wedpohl相模变换的基础上，计算适应矩阵，进而计算改进wedpohl变换矩阵，实现线路参数的解耦；选用Haar小波基，对解耦后线模电流行波进行小波变换；比较背侧线路长度与被测线路长度的关系；由单端法测量波头、反射波到达时刻，分析线路背侧、对侧、故障点不同反射波；并根据长度关系，选用不同故障测距算法。本发明方法解决了不对称线路的解耦，故障定位无需考虑波速修正问题与同步问题，测距精度高。

技术领域

本发明涉及电力系统高精度故障定位技术领域，具体涉及一种基于单端行波法的不对称输电线路故障定位方法。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大、电压等级的不断提高，出现了很多不换位输电线路。线路参数的不对称使得线路故障定位精度依旧很低。高精度故障定位是提高电力系统运维的重要保证，因此研究不对称输电线路的故障测距仍具有重要意义。行波测距是输电线路精确故障定位的主流，但行波故障定位的波速不确定、同步性要求高等问题，影响行波故障定位精度，背侧线路反射干扰也是急需要解决的难题。

对称分量法应用于参数不对称的输电线路，存在不能够完全解耦问题。对此，一些学者提出对Clarke变换矩阵、Karrenbauer变换矩阵进行改进；但这些方法运算量大，不够简洁。行波测距主要包括单端法(高洪雨,陈青,徐丙垠,等.输电线路单端行波故障测距新算法[J].电力系统自动化,2017,41(05):121-127)和双端法(李泽文,曾祥君,徐晓蔷,等.输电线路双端行波故障定位新算法[J].电力系统自动化,2006,30(15):40-43)。单端法不需要同步，但行波有限信息较少；双端法简单，但需要双端高精度同步；同时这两类方法一般都需要波速修正或者波速参与计算，波速的不确定性对定位精度影响较大。

发明内容

为降低行波定位对于波速和同步的依赖，本发明针对超高压不对称输电线路，着重考虑不对称线路的解耦，以及行波故障定位的波速不确定、高同步性困难、背侧线路反射干扰等问题，提出了一种基于单端行波法的不对称输电线路故障定位方法。

本发明采取的技术方案为：

基于单端行波法的不对称输电线路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1：不考虑线路的对称性，均直接输出线路阻抗参数；

步骤2：在wedpohl相模变换的基础上，计算适应矩阵M，进而计算改进wedpohl变换矩阵S，实现线路参数的解耦；

步骤3：选用Haar小波基，对解耦后线模电流行波进行小波变换；

步骤4：比较背侧线路长度与被测线路长度的关系；

步骤5：由单端法测量波头、反射波到达时刻，分析线路背侧、对侧、故障点不同反射波；并根据长度关系，选用不同故障测距算法。

所述步骤1中，按照三相输电系统，输入输电线路参数阻抗矩阵Z，无论对称线路还是不对称线路均适用，设输电线路参数阻抗矩阵为

所述步骤2中，设计改进wedpohl变换矩阵S，S＝NM，其中，N为wedpohl变换矩阵，M为适应矩阵，

这里Z′＝N^-1ZN， (1)

令为特征值。

所述步骤3中，选取故障时刻1ms数据窗，选用Haar小波基，对解耦后线模电流行波进行小波变换，

所述步骤4中，背侧线路长度大于被测线路长度的测距如下：