[发明专利]一种基于广域行波信息共有特征的复杂电网故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于广域行波信息共有特征的复杂电网故障定位方法，属于电力系统继电保护技术领域。本发明对复杂电网各线末端的暂态行波信息进行分析，确定了各线路末端测点的暂态行波信息中，某些有效波头均与故障首波头存在着相同的时差和极性，根据这一性质，从广域行波的角度出发，首先利用二分递推SVD分解提取各测点暂态行波信息中的所有波头，再通过一系列条件的波头筛选，确定可以满足测距的有效行波波头后，进行故障定位；通过理论和大量仿真表明该方法正确有效。本发明方法克服了由于其奇异点位置偏移和检测脉冲宽度大导致无法得到准确的行波波头位置的缺陷，可以很好的对包含着众多有效波头的暂态行波信号进行分析，易于推广应用。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于广域行波信息共有特征的复杂电网故障定位方法。

背景技术

110kV复杂电网是城市配电网的主干网络，助力了我国城市化的快速推进，110kV复杂电网呈现出网络结构复杂化、架空线-电缆混合线路增多、设备众多等特点，导致了已经在输电系统运用的许多故障定位技术难以直接应用于此类结构电网。随着用户的用电需求快速增长，复杂电网安全可靠运行的要求也随之提高。

然而如今，我国在不少地区仍然还在使用人工巡线和倒闸的方法进行故障排查，虽然利用工业级无人机进行快速巡线可大大提高故障查找的速度，但是在一些特定的情况下，仍需要靠人工，如电力电缆，无人机禁飞区等。这些传统的故障查找方式不仅耗时、耗力，而且随着故障状态下的长时间运行，可能还会造成电力设备的损坏。因此如何克服现有技术的不足是目前电力系统继电保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于广域行波信息共有特征的复杂电网故障定位方法，通过利用广域行波信息的进行综合分析，对可用来进行测距的有效行波波头进行识别后，利用有效行波波头进行测距。该方法通过综合多个测点信息进行故障定位，利用二分SVD分解标定行波信号中的行波波头，分解后可得到各个波头模极大值，根据变换后幅值最大的前两个模极大值点作为计算行波波头，克服了由于其奇异点位置偏移和检测脉冲宽度大导致无法得到准确的行波波头位置的缺陷，可以很好的对包含着众多有效波头的暂态行波信号进行分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于广域行波信息共有特征的复杂电网故障定位方法，包括如下步骤：

步骤(1)，当电网线路发生故障时，根据故障选线的结果提取故障线路末端测点暂态信号的电压行波；

步骤(2)，利用二分递推SVD算法对信号进行分解标定步骤(1)提取的电压行波信号中的行波波头，提取各个波头波到达时刻；

步骤(3)，根据各个波头波到达时刻，剔除干扰波头，得到2个有效行波波头，分别为健全线路测点所对应的对端母线反射波和母线故障点反射波；

步骤(4)，将步骤(3)得到的2个有效行波波头中模极大值最大的波头确定为有效波头，然后采用下式来计算另一有效波头的波到时刻：

(Δt_nMf+Δt_nd)v_k＝2l_k；Δt_nMf，Δt_nd分别为第n条健全线路和故障线路末端所检测的故障点反射波的波到时差、故障线路对端母线反射波与故障线路故障首波头间的波到时差；v_k为故障线路的行波波速，l_k为故障线路长度；

步骤(5)，利用行波浪涌前两次波头到达观测端的时间差Δt进行故障定位。

进一步，优选的是，步骤(3)中，若在各出线测点的暂态行波信号中，没有与故障行波的首波头的同一相对位置均出现的波头，判断为干扰波头；