[发明专利]一般电网下广域行波信号的故障定位方法

摘要

本发明公开了一般电网下广域行波信号的故障定位方法，在电网已配置少量故障行波监测点情况下，通过对故障后信号的相模变换及小波模极大值处理获得初始波头信息；在复杂电网情形下的实现扩展双端行波测距，在此基础上提供一般电网下的故障定位方法，实现从测量数据中快速寻找出准确的双端测距组合，通过结果的修正提高测距的精度。并通过对监测数据的处理和检验，保证对系统中任意故障点都能实现扩展双端行波测距，具有很好的容错能力。

主权项

一种一般电网下广域行波信号的故障定位方法，其特征在于：包括如下步骤：1)在拓扑结构确定的电网中选择最优TWR配置方案，得到先验知识；所述先验知识包括电网中所有母线节点之间的最短距离，配置的TWR对应的母线位置，安装TWR的母线处的一条或多条相邻母线以及所述一条或多条相邻母线分别到达各个TWR的最短距离，线模行波传播速度c_a；将所述先验知识存入数据库SQL‑0；2)假设电网中配置K个TWR，电网中发生故障时，K个TWR同时检测到故障行波电压，通过模变换和小波变换得到故障初始行波波头到达K个TWR的时间T_Mn(n＝1～K)，n为第n个TWR；在T_Mn(n＝1～K)中寻找最小值T_min，可知T_min所对应的TWR的安装母线位置I_i；通过查询数据库SQL‑0，可知母线I_i的p条相邻母线I_vj(j＝1～p)；可知相邻母线I_vj(j＝1～p)分别到达K个TWR的最短距离D_vj(j＝1～p)；3)令母线I_i处的TWR分别与其他K‑1个TWR构成双端行波测距组合，任意选择I_i的一条相邻母线I_vj(j＝1～p)，设置初始j＝1；其中进行双端行波测距时采用包含该条相邻母线分别到达K个TWR的的最短距离；根据双端行波测距技术计算可得K组故障信息，所述故障信息为故障线路R_Mt(t＝1～K)和故障线路R_Mt(t＝1～K)上距离线路首端的故障距离S_Mt(t＝1～K)；t为第t组故障信息；4)初始令t＝1，任意选择一组故障信息处理：即根据这组中的故障线路R_Mt(t＝1～K)与其对应的故障距离S_Mt(t＝1～K)确定对应电网中的一个故障点位置，将该个故障点位置作为新节点f；5)根据所选择的这组故障信息中的故障距离S_Mt(t＝1～K)，查询数据库SQL‑0可知新节点f到各个TWR的距离S_f，根据新节点f到各个TWR的距离S_f可以得新节点f到各个TWR的传输时间T_f；6)计算T_Mn(n＝1～K)与传输时间T_f的曼哈顿距离：H_n＝||T_f—T_Mn||(n＝1～K)；7)判断步骤4)～步骤6)中K组故障信息是否均处理完毕，即t＝K是否成立，若成立，则进入步骤8)；若不成立，t＝t+1，返回步骤4)；8)根据以上步骤可得K组曼哈顿距离，在K组曼哈顿距离里寻找曼哈顿距离最小值：ΔT_j＝minH(j＝1～p)，并记录该最小值对应的故障距离、故障线路以及双端行波测距组合，将其记录的数据存入数据库SQL‑1；9)重复步骤3)～步骤8)，得到每条相邻母线所对应的最小曼哈顿距离最小值；即j＝p是否成立，若成立进入步骤10)；若不成立则j＝j+1，返回步骤3)；10)由p条相邻母线各自所对应的曼哈顿距离最小值构成最小曼哈顿距离集合：ΔT＝[ΔT₁ΔT₂...ΔT_p]；寻找ΔT中的最小值，查询数据库SQL‑1得到此最小值所对应的故障距离、故障线路以及所使用的双端行波测距组合，双端行波测距组合假设为T_min和T_K，由公式(T_min‑t₀)c_a+(T_K‑t₀)c_a＝L_iK得到故障发生时间t₀，其中L_iK表示此双端行波测距组合所用的最短距离；11)根据S_i＝c_a(T_Mn–t₀)，得到实际故障点到各个TWR的距离S_i，再由相应线路走向查询数据库SQL‑0，得到各TWR测得的实际故障线路上离线路首端的实际故障距离S_fact＝{S_facti，i＝1～K}；12)对结果S_fact进行检验：如果实际故障距离S_fact＝{S_facti，i＝1～K}为负或大于相应线路长度或实际故障距离S_fact＝{S_facti，i＝1～K}中数据不满足3σ准则，均删除对应实际故障距离数据；假设最终还有m组实际故障距离数据组成计算数据组得到最终测量故障距离为:$S=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{\mathrm{facti}}^{*}.$