[发明专利]一种电网非同步故障区域定位方法

摘要

本发明公开了一种电网非同步故障区域定位方法。首先，依次假设电网中每一条母线发生故障，计算每个测点线模电压行波首波头信号特定频率分量的理论幅值，任取一个测点的理论幅值为参考，建立其他测点与该参考测点的理论幅值比阵列。其次，当电网中某条线路发生故障后，获取各测点线模电压行波首波头信号，提取相应频率分量幅值并计算累加幅值向量，按照同样的方式建立实际幅值比阵列。最后，将实际幅值比阵列与假设每条母线故障得到的理论幅值比阵列进行比较，结合各测点累加幅值向量，确定最终的故障区域。本发明无需全网安装测点和同步测量，对装置采样频率要求较低，具有较好的工程实践价值。

主权项

1.一种电网非同步故障区域定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对电网中所有母线节点依次进行编号，并选择其中某些母线节点处布置测点；(2)分别求取频率fx下的线模电压行波幅值衰减常数αx以及各母线节点的电压行波折射系数βy，其中，x＝1,2,…,n，y＝1,2,…,m，n为频率分量数，m为母线节点数：上式中，Zx、Yx分别为频率fx下线路的线模阻抗和导纳，Zx＝Rx+jωxL，Yx＝Gx+jωxC，Rx和L为单位长度的线模电阻及电感，Gx和C为单位长度的线模电导和电容，ωx＝2πfx，ly为编号为y的母线节点的出线数；(3)假设编号为i的母线节点故障，若i≤m，则进行步骤(4)；否则，进行步骤(12)；(4)求取母线节点i到每个测点的最短路径向量以及每条最短路径所经过的母线节点的编号集合其中，的长度为电网中所有测点的总数p，中共有p个元素，每个元素为母线节点i到某测点的最短路径所经过的母线节点编号；(5)分别计算母线节点i故障时各测点线模电压行波首波头中频率为f₁,f₂,…,f_n的理论幅值向量上式中，Ns(j)为母线节点i至测点j的最短路径Lmin(j)所经过的母线节点编号，prod(Ns(j))表示Ns(j)中所有母线节点对应的电压行波折射系数的连乘积；(6)任意选择一个测点q为参考节点，q∈[1,p]，利用下式计算频率f₁,f₂,…,f_n对应的理论幅值比阵列j＝1,2,...,p且j≠q(7)在发生实际故障后，确定计算数据窗，获取故障发生后每个测点实际测量的原始线模行波首波头信号S1,S2,…,Sp；(8)利用S变换提取S₁,S₂,…,S_p中频率为f₁,f₂,…,f_n的实际幅值向量并计算p个测点的累加幅值向量其中，表示求取中所有元素的和；(9)采用步骤(6)中的测点q作为参考节点，利用下式计算频率f1,f2,…,fn对应的实际幅值比阵列B(1),B(2),…,B(n)：j＝1,2,...,p且j≠q(10)计算理论幅值比阵列和实际幅值比阵列之间的差异度向量上式中，ξ_i为差异度向量的第i个向量；(11)令i＝i+1，转至步骤(3)；(12)取出差异度向量中最小的三个元素对应的母线节点编号以及累加幅值向量中最大的三个元素对应的母线节点编号，采用给定的连接规则确定故障区域，具体过程如下：当选取出差异度向量中最小的三个元素对应的母线节点编号ε₁、ε₂、ε₃和累加幅值向量中最大的三个元素对应的母线节点编号η₁、η₂、η₃之后，根据这些编号确定故障区域：(A)记编号为ε1、ε2、ε3的母线节点相互连接所形成的线路集合为A，记编号为η1、η2、η3的母线节点相互连接形成的线路集合为B，则A与B的并集为故障区域；(B)若A和B中至少有一个为空集或者A和B的并集为空，则编号为ε1、ε2、ε3的母线节点与编号为η1、η2、η3的母线节点之间直接相互连接所形成线路构成的区域为故障区域。