多分辨形態(tài)學(xué)梯度-相關(guān)函數(shù)理論在特高壓直流輸電線路故障測距上的應(yīng)用.pdf

1、我國資源與負(fù)荷逆向分布的特點(diǎn)，清潔能源須增大能源占比的發(fā)展形勢，亟需發(fā)展特高壓。而高壓直流輸電系統(tǒng)中間不落點(diǎn)，可點(diǎn)對點(diǎn)、大功率、遠(yuǎn)距離直接將電力送往負(fù)荷中心，因此成為我國發(fā)展特高壓工程的首選。尤其是對經(jīng)營區(qū)域覆蓋26個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）、覆蓋國土面積的88％以上、供電人口超過11億人的國家電網(wǎng)公司，更是把發(fā)展特高壓作為構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，攻堅智能電網(wǎng)的發(fā)展方向。
　　由于我國發(fā)展特高壓直流輸電技術(shù)的目的就是遠(yuǎn)距離、大容量的輸送、

2、調(diào)節(jié)電能。大都橫跨多個省市，且為減少對群眾生產(chǎn)生活的影響，特高壓線路通道一般就規(guī)劃在偏遠(yuǎn)路上，經(jīng)過地形地貌復(fù)雜多變，防外破壓力大，線路運(yùn)行維護(hù)困難。同時，因擔(dān)負(fù)著大容量的符合，一旦發(fā)生故障或缺陷，造成的經(jīng)濟(jì)損失和不良影響極大。因此，選取一種方便、可靠并易于操作的故障點(diǎn)距離測量和成熟的計算方法迫在眉睫。利用在輸電線路一側(cè)的方法進(jìn)行對故障點(diǎn)距離測算的單端算法是當(dāng)前推進(jìn)高壓直流故障測距的重要研究方向。利用此類方法，可以及時、有效的進(jìn)行故障波的

3、提取檢測，并用傳統(tǒng)的行波故障點(diǎn)測距算法進(jìn)行距離測算。但此種算法是在理論條件下，面對實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境和諸多干擾波，以上算法難以在實(shí)際中進(jìn)行操作應(yīng)用，其測算結(jié)果也往往會出現(xiàn)諸多誤差。本篇論文正是基于以上問題，創(chuàng)造性的引入數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)梯度變換函數(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)距離測量算法完成對外界干擾因素的過濾，及待測算行波的極值剔除，進(jìn)而極大降低測距誤差，使操作方法更具有實(shí)用性和準(zhǔn)確性?；谝陨纤悸罚疚闹攸c(diǎn)從一下過程進(jìn)行優(yōu)化完善:
　　(1)對研究對象進(jìn)行分

4、析研究，即將直流輸電線路上發(fā)生故障的條件、種類及過程進(jìn)行提?。僭O(shè)）分析，對搜集到的各類行波浪涌進(jìn)行對比，找出關(guān)鍵需要分析的行波，并推導(dǎo)出關(guān)鍵行波本身存在的干擾因素和不足。
　　(2)開展建模分析，對實(shí)際運(yùn)行的特高壓直流線路網(wǎng)及設(shè)備進(jìn)行研究，總結(jié)其關(guān)鍵部位構(gòu)成及特點(diǎn)為數(shù)學(xué)建模提供思路和現(xiàn)實(shí)參考。上述工作完成后，應(yīng)用PSCAD電力系統(tǒng)仿真成熟軟件組建高壓直流輸電網(wǎng)模型及有可能發(fā)生故障點(diǎn)的模擬數(shù)據(jù)。分別研究正常運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)生外力破壞情

5、況（斷線或?qū)Φ胤烹姡┮约袄纂姼蓴_等情形進(jìn)行逐一分析。試驗結(jié)果表明，上述觀點(diǎn)符合實(shí)際需求。
　　(3)引入新算法，解決傳統(tǒng)計算方法面臨的誤差大的問題，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中梯度變換的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造出一個既可以過濾干擾波，又可以修正（剔除）帶分析行波的波峰和波谷上的極值，因此提出了“多分辨形態(tài)學(xué)梯度-相關(guān)函數(shù)理論在特高壓直流輸電線路故障測距上的應(yīng)用”這一最終研究課題。計算過程就是通過引入兩個類型的結(jié)構(gòu)元素，分離出所需要進(jìn)行計算的行波，再利用直流

6、輸電線路上故障點(diǎn)行波的測距方法進(jìn)行相應(yīng)函數(shù)的構(gòu)造，最后實(shí)現(xiàn)利用單側(cè)測量點(diǎn)完成高壓直流輸電線路故障點(diǎn)的定位和測距。本論文通過兩種仿真數(shù)據(jù)軟件（即電力系統(tǒng)PSCAD和MATLAB數(shù)學(xué)軟件）對建立的模型進(jìn)行仿真實(shí)驗。通過最終測算，得出以上計算方法的能夠大范圍的消除誤差，距離判定縮小至0.2公里的范圍內(nèi)。
　　因此，本文涉及到新型測距方法可以在故障線路的單側(cè)進(jìn)行故障測距，并且能夠有效甄別外部干擾，凈化帶測量行波純度，進(jìn)而極大提高故障點(diǎn)距離