[发明专利]一种基于动态虚拟故障的行波网络定位方法

说明书

本发明公开了一种基于动态虚拟故障的行波网络定位方法，步骤1：将所有测量点的初始行波到达时间两两作差，得到真实故障的时间特征矩阵；步骤2：得到虚拟故障的时间特征矩阵；步骤3：利用真实故障的时间特征矩阵与虚拟故障的时间特征矩阵求取时间信息差异度e_t；步骤4：利用PSO算法不断更新虚拟故障点位置，重复步骤2～3，逐步逼近真实故障点；当达到迭代次数后，或者时间信息差异度e_t的值小于预设值，结束迭代；将当前虚拟故障点位置作为故障点位置，实现故障定位。仿真结果表明，该方法无需分析网络结构与解网操作，在一定程度上能够消除行波波速的影响，实现故障精确定位。

技术领域

本发明涉及一种基于动态虚拟故障的行波网络定位方法。

背景技术

随着电力系统的发展，输电网规模的扩张，线路长度与输送容量也逐渐增加。输电线路发生故障后对故障进行准确定位并对故障线路采取有效措施，对保证电力系统安全可靠运行意义重大。近年来，故障定位方法主要有：阻抗法、故障分析法和行波法。行波法由于其不受系统运行方式影响，响应速度快以及定位精度高等特点，越来越多的学者投入到行波故障定位的研究。

行波法主要分为单端定位与双端定位两种类型。其中单端法故障测距运行成本低，但需要识别故障点反射行波波头；传统的双端定位方法只需要识别故障初始行波波头，定位精度相对更高，但该方法受线路两端的时间同步误差影响，且定位精度依赖于选取波速值的准确度。

针对传统双端定位法易受测量点时间同步误差和行波检测准确度影响的问题，行波网络定位方法成为众多专家学者研究的热点。有文献提出一种基于Folyd算法的网络定位方法，该方法在行波检测装置记录时间错误时，仍能实现故障定位。有文献提出一种基于线性拟合原理的行波定位算法，该算法利用故障行波传输时间与传输距离的线性关系，建立故障行波传输最短路径有向树模型，可以解决输电网故障行波定位的网络数据融合及环网解环的问题。某些文献的方法对故障线路的判定仍依赖于断路器状态信息。有文献提出一种基于网络通路的区域电网故障行波定位方法，该算法根据整个电网行波检测装置时间信息，在某台录波装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行故障定位，而且故障线路的确定无需依赖于断路器状态信息；但该方法缺乏对波速不确定性的有效处理。波速值是影响故障定位精度的关键因素，与线路参数有关，且易受天气、地理环境等因素的影响，工程上根据经验，波速一般取值为光速的0.936～0.987倍；当计算波速与实际波速不相符时，将导致故障定位误差过大。

因此，有必要设计一种新的基于动态虚拟故障的行波网络定位方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于动态虚拟故障的行波网络定位方法，该基于动态虚拟故障的行波网络定位方法易于实施，定位精度高。

发明的技术解决方案如下：

一种基于动态虚拟故障的行波网络定位方法，基于当前的线路构造，行波网络定位包括以下步骤：

步骤1：输电线路发生故障后，故障初始行波沿最短路径到达各变电站，由行波检测装置记录初始行波到达时间，将所有测量点的初始行波到达时间两两作差，得到真实故障的时间特征矩阵；

步骤2：在输电线路中随机选取一点作为虚拟故障点，在该点模拟故障初始行波信号按最短路径向各测量点传播；依据虚拟故障行波波速与传播路径长度计算虚拟故障点的初始行波到达各测量点的时间，进而两两作差得到虚拟故障的时间特征矩阵；

步骤3：利用真实故障的时间特征矩阵与虚拟故障的时间特征矩阵求取时间信息差异度e_t；

步骤4：利用PSO算法不断更新虚拟故障点位置，重复步骤2～3，逐步逼近真实故障点；

当达到迭代次数后，或者时间信息差异度e_t的值小于预设值，结束迭代；将当前虚拟故障点位置作为故障点位置，实现故障定位。