[发明专利]一种基于多重分形谱的交流输电线路故障识别方法

说明书

本发明公开了一种基于多重分形谱的交流输电线路故障识别方法，首先读取由量测端的高速采集装置获取的相电压，并根据叠加原理求得5ms时窗内的电压故障分量；然后计算电压故障分量的质量分布概率P_i(ε)，根据多重分形理论计算出奇异性指数α的最大值α_max和最小值α_min；最后利用最大值与最小值之差Δα进行区内外故障识别。若其中任意一相或多相电压故障分量符合Δα＞Δα_set时，判断为区内故障；若三相电压故障分量均符合Δα≤Δα_set时，判断为区外故障。本发明所述方法能够快速准确的识别区内故障和区外故障。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于多重分形谱的交流输电线路故障识别方法。

背景技术

高压输电线路是电力系统发生故障概率最高的地方，一方面，由于电力系统规模的不断扩大，越来越多的大容量发电机组和高压输电系统不断投入运行，在系统负荷不断加重、输电距离不断增大的情况下，系统一旦受到扰动，极易发生系统振荡甚至故障跳闸；另一方面，高压输电线路走廊恶劣的地理环境是造成电路故障的又一重要原因。作为电网安全的第一道防线，快速、正确、可靠地识别故障，并迅速隔离故障元件是继电保护的基本功能要求。否则，将导致保护误动或拒动，进而降低输电系统的供电可靠性。

因此，快速准确地识别区内外故障对提高保护可靠性以及供电可靠性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多重分形谱的交流输电线路故障识别方法，该方法能够快速准确地识别区内故障和区外故障。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于多重分形谱的交流输电线路故障识别方法，包括以下步骤：

S1：当交流输电系统发生故障，保护元件启动并读取由量测端高速采集装置获取的相电压，并根据叠加原理求得5ms时窗的电压故障分量；

S2：确定步骤S1获得的电压故障分量的质量分布概率P_i(ε)，以质量分布概率P_i(ε)为基础，根据多重分形理论计算出奇异性指数α的最大值α_max和最小值α_min；

S3：利用最大值α_max和最小值α_min的差值Δα进行区内外故障识别：若其中任意一相或多相电压故障分量符合Δα＞Δα_set时，判断为区内故障；若三相电压故障分量均符合Δα≤Δα_set时，判断为区外故障，其中，Δα_set为奇异性指数差值Δα的门槛值。

本发明的原理如下：

交流输电线路阻波器形成的物理边界对高频分量具有衰减作用，使得区外故障时量测端的电压故障分量高频含量低，在不同时间段内质量分布概率相对均匀，而区内故障时，量测端的电压故障分量高频含量高，在不同时间段内质量分布概率不均匀。因此利用质量概率分布的不均匀程度Δα来识别区内故障和区外故障。

本发明获取电压故障分量后计算出质量分布概率，根据多重分形理论计算出奇异性指数α的最大值α_max和最小值α_min；最后利用最大值与最小值之差Δα进行区内外故障识别。若其中任意一相或多相电压故障分量符合Δα＞Δα_set时，判断为区内故障；若三相电压故障分量均符合Δα≤Δα_set时，判断为区外故障，能够速准确地识别区内故障和区外故障。

进一步地，步骤S1中电压故障分量的表达式如下：

u_Mig＝u_Mi-u_Mifg (1)