基于測量點(diǎn)優(yōu)化配置的廣域行波故障定位研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)在空間上形成了廣域系統(tǒng)，當(dāng)輸電線路上發(fā)生故障時，要迅速尋找到故障點(diǎn)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電可靠性，如今，最實(shí)用的測距方法是行波法。隨著 GPS技術(shù)的迅速發(fā)展，同步采樣準(zhǔn)確性越來越高，成為了電力系統(tǒng)統(tǒng)一時標(biāo)的重要工具，提升了廣域系統(tǒng)下故障測距技術(shù)的測距精度。
　　本文首先對國內(nèi)外電網(wǎng)的故障測距方法和廣域行波算法進(jìn)行了簡要介紹，對輸電線路的暫態(tài)特征進(jìn)行了研究分析，以研究行波在電力線路中的傳播特性；通過相模變換，消除電磁耦合

2、的影響作用；通過對小波變換相關(guān)知識的研究，選擇最優(yōu)小波基進(jìn)行小波變換，對故障行波波頭識別；最后，闡述了一種確定既定系統(tǒng)的測量點(diǎn)配置算法，并在此基礎(chǔ)上闡述了一種新型廣域測距算法，并進(jìn)行了相關(guān)的仿真驗(yàn)證。
　　為保證在復(fù)雜輸電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)行波測距的最大可觀性和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性，本文首先給出一種基于擴(kuò)展雙端測距原理的行波記錄裝置（Travelling Wave Recorder, TWR）最優(yōu)配置方法。假設(shè)故障點(diǎn)已知，則該點(diǎn)到系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)的最短路

3、徑也可確定，根據(jù)需至少存在一對行波記錄裝置能夠?qū)收宵c(diǎn)進(jìn)行定位的原則，建立一種配置優(yōu)化的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，進(jìn)而確定模型求解方法，獲得行波測距裝置的優(yōu)化配置方案。
　　在獲取優(yōu)化配置方案的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步給出新型廣域行波故障定位算法，包含兩部分：第一部分是初步故障位置的計(jì)算，第二部分是故障測距精度的提高。該算法利用曼哈頓距離從測量數(shù)據(jù)中找出準(zhǔn)確的行波測距組合來初步計(jì)算故障位置，并通過各測量點(diǎn)信息與電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算出故障發(fā)生時刻，并根據(jù)

4、各測量點(diǎn)行波到達(dá)的時間及故障發(fā)生的時間重新計(jì)算故障位置，以提高測距精度。最后，考慮了實(shí)際系統(tǒng)中由環(huán)境、通信延遲等原因會造成各測量點(diǎn)行波到達(dá)時間上誤差的問題，進(jìn)而對此算法進(jìn)行了容錯能力的驗(yàn)證。
　　本文利用PSCAD/EMTDC軟件對IEEE-30、IEEE-57標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真來獲取故障后同步信號，然后再使用MATLAB編程分析處理故障數(shù)據(jù)，從而最終確定故障距離。仿真結(jié)果表明，這種新型廣域測距算法，測距精度高，并具有一定的容錯