基于线路参数检测与数据非同步校验的双端测距方法

摘要

本发明提供一种基于线路参数检测与数据非同步校验的双端测距方法，包括检测故障线路两端采样数据对应的故障起点，利用故障前线路正常运行时的电气量计算两端数据故障起点间的非同步角初值，计算故障距离初值；迭代进行修正，包括根据故障距离修正两端非同步角，计算线路在线参数，并对测距结果进行优化，当满足容许误差时则测距结束。本发明在测距过程中充分考虑了线路参数的变化与两端数据的同步问题，并且运用测距结果优化方法很好地客服了故障相量测量偏差对测距结果的影响，有效提高了输电线路故障测距精度。

主权项

一种基于线路参数检测与数据非同步校验的双端测距方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，检测故障线路两端采样数据对应的故障起点，设线路一端为m端，另一端为n端，l为线路长度，记检测出的m端故障数据对应的故障起点为n_m0，n端故障数据对应的故障起点为n_n0；步骤2，利用故障前线路正常运行时的电气量计算两端数据故障起点间的非同步角初值，实现如下，在两端采样序列中分别以两端故障起点n_m0与n_n0为基准前推两个工频周波的采样点数后对应于采样点n_m与n_n，再运用傅氏算法计算采样点n_m与n_n对应的两端a相电压与电流相量计算两端故障起点间的非同步角初值δ⁽⁰⁾如下，${\delta }^{\left(0\right)}=\frac{1}{2}\{\arg \left(\frac{1}{{\stackrel{·}{U}}_{ma}}\right[{\stackrel{·}{U}}_{na}\cosh \left({\gamma }^{\left(0\right)}l\right)-{\stackrel{·}{I}}_{na}{Z}_c^{\left(0\right)}\sinh \left({\gamma }^{\left(0\right)}l\right)])+\arg \left(\frac{1}{(-{\stackrel{·}{I}}_{ma})}\right[{\stackrel{·}{I}}_{na}\cos \left({\gamma }^{\left(0\right)}l\right)-\frac{{\stackrel{·}{U}}_{na}}{Z_c^{\left(0\right)}}\sinh \left({\gamma }^{\left(0\right)}l\right)]\left)\right\}$其中，和γ⁽⁰⁾分别为线路的波阻抗初值与传播常数的初值；步骤3，计算故障距离初值，包括根据线路的波阻抗初值传播常数的初值γ⁽⁰⁾以及非同步角初值δ⁽⁰⁾，采用以下基本测距公式得到m侧故障距离初值x⁽⁰⁾，$x=\frac{1}{\gamma }ar\tanh \left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{n1}\cosh \left(\gamma l\right)-Z_c{\stackrel{·}{I}}_{n1}\sinh \left(\gamma l\right)-{\stackrel{·}{U}}_{m1}{e}^{j\delta }}{-Z_c{\stackrel{·}{I}}_{n1}\cosh \left(\gamma l\right)+{\stackrel{·}{U}}_{n1}\sinh \left(\gamma l\right)-Z_c{\stackrel{·}{I}}_{m1}{e}^{j\delta }}\right)$其中，δ为两端故障起点间的非同步角、γ为线路的传播常数、x为m侧故障距离、Z_c为线路的波阻抗，为两端正序电压和电流分量；步骤4，令当前迭代次数为i，初始化i＝1，步骤5，根据故障距离修正两端非同步角δ⁽ⁱ⁾，利用δ⁽ⁱ⁾计算线路在线参数，所述线路在线参数包括线路波阻抗与传播常数γ⁽ⁱ⁾，实现如下，δ⁽ⁱ⁾＝(2x^(i‑1)‑l)Im(γ^(i‑1))记非同步角δ⁽ⁱ⁾为求取两端故障起点后1.5个周波内对应采样点间的非同步角k＝1,2,…,1.5×N‑1，${\delta }_k^{\left(i\right)}={\delta }_0^{\left(i\right)}-2\pi (\frac{1}{N_m}-\frac{1}{N_n})\times k$其中，N＝min{N_m,N_n}，N_m,N_n分别为线路m端与n端工频分量一周期采样点数；根据线路正常运行时的传输方程，利用非同步角δ⁽ⁱ⁾求取修正后的线路波阻抗与传播常数γ⁽ⁱ⁾；步骤6，求取故障距离并对测距结果进行优化，k＝0,1,…,1.5×N‑1，得到优化结果实现如下，求取两侧故障起点后1.5个工频周波采样点对应的正序电量，根据线路波阻抗与传播常数γ⁽ⁱ⁾以及代入基本测距公式中得到1.5N个修正后的故障距离k＝0,1,…,1.5×N‑1；优化如下，${\bar{x}}^{\left(i\right)}=\frac{(\underset{k=N/4}{\overset{N/2-1}{\Sigma }}{x}_k^{\left(i\right)}+2\underset{k=N/2}{\overset{3N/4-1}{\Sigma }}{x}_k^{\left(i\right)}+3\underset{k=3N/4}{\overset{N-1}{\Sigma }}{x}_k^{\left(i\right)}+4\underset{k=N}{\overset{5N/4-1}{\Sigma }}{x}_k^{\left(i\right)}+5\underset{k=5N/4}{\overset{3N/2-1}{\Sigma }}{x}_k^{\left(i\right)})}{\frac{15}{4}N}$步骤7，若则测距结束，故障距离否则以为新的故障距离初值，令i＝i+1，进行下一轮迭代求取其中，Δx为容许误差。