[发明专利]一种输电线路雷击故障波形精确测量方法

摘要

本发明提出了一种输电线路雷击故障波形精确测量方法。所述方法包括：利用自积分型柔性无磁芯Rogowski线圈对输电线路上的电流进行采样测量，并设计一个校正系统对测量值进行校正。区别于传统的通过增大电感和现行的一些利用硬件电路进行校正的方法，本发明利用一定的软件算法实现校正系统传递函数的功能。在求取校正系统的传递函数时，首先利用脉冲电流发生器模拟方波输出，并对Rogowski线圈和分流电阻进行采样测量，根据校正系统是对测量系统逆向还原的特性得出校正系统的输入输出，再利用最小二乘法计算校正系统的脉冲响应，利用Hankel矩阵法计算传递函数的阶数，最后再次利用最小二乘辨识求出传递函数的系数。

主权项

1.一种输电线路雷击故障波形精确测量方法，其特征在于，它的步骤为：步骤S-1，利用柔性无磁芯Rogowski线圈自积分电路对输电导线上的电流进行采样测量，确定线路中的线路中的行波电流；步骤S-2：获取校正系统的输入输出；将Rogowski线圈装入脉冲电流发生器的输出回路，调节冲击电流发生器的参数，让其输出方波脉冲，同时对Rogowski自积分回路的采样电阻和冲击电流发生器的分流器上的电压值进行采样测量，分别取得N组采样值，分流器上的采样值就是测量系统的输入值，采样电阻上的采样值就是测量系统的输出值；将采样数据转化为标准的电流输入输出测量值u₀(k)、y₀(k)，可以假定校正系统的输入和输出分别为u(k)＝y₀(k)、y(k)＝u₀(k)；步骤S-3：根据输入输出计算校正系统的脉冲响应；设定校正系统为线性、时不变系统，则系统输入u(t)、权函数k(t)、系统理论输出z(t)可表示为：将所有噪声影响等效附加到单一噪声源上，设为v(t)，则校正系统实际输出为y(t)＝z(t)+v(t)；用采样周期T进行离散采样可得令g(kT)＝Tk(kT)，并假设系统是稳定的，其建立时间是有限的，即t＞pT之后k(t)≈0，则有：其中T为采样周期，u(iT)为离散化的系统输入，k(kT-iT)为离散化之后的权函数，g(kT-iT)为系统的脉冲响应，z(kT)为离散化的系统理论输出，y(kT)为离散化的系统实际输出，噪声v(kT)为白噪声，p为选取的脉冲响应点数；将步骤S-2中取得的N组采样值代入上式得到N-p+1个方程组成的方程组，消去采样周期T，写成向量形式即是：令即有Y＝UG+V，理论输出值与实际输出值之间的误差为V＝Y-UG；通过最小二乘法来求取脉冲响应序列G：设定误差指标为将J对G微分并令结果为零，求得出一组G令误差指标J最小，解得-2U^TY+2U^TUG＝0从而得出脉冲响应的最小二乘估计G＝(U^TU^-1)U^TY；步骤S-4：利用Hankel矩阵法确定传递函数的阶n；步骤S-5，利用最小二乘法由系统的脉冲响应求取传递函数的系数A₁＝{a₁，a₂，…，a_n}^T与B＝{b₁，b₂，…，b_n}^T。