一种基于小波域行波信号色散校正的双端行波测距方法

摘要

本发明公开了一种基于小波域行波信号色散校正的双端行波测距方法，包括以下步骤：获取输电线M、N端的三相电流行波信号；利用凯伦贝尔变换解耦三相电流行波信号；计算故障点到所述输电线两端的距离；计算其在各离散频率下的传播系数和校正函数；在小波变换的某一尺度下，对解耦后的行波信号进行校正；最后，基于校正后的行波信号重新计算故障距离。本发明解决了行波色散对行波测距带来的影响这一行波故障测距领域的难点问题，提高了行波故障测距的精度，不仅可以减少线路故障带来的经济损失保证电网安全稳定运行，而且具有重大的社会效益和经济效益。

主权项

一种基于小波域行波信号色散校正的双端行波测距方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在输电线M端和N端分别安装电流行波信号提取装置，获取输电线M端和N端的三相电流行波信号i_M(t)和i_N(t)；步骤2：设定模量m为1或2，利用凯伦贝尔变换解耦输电线M、N端的三相电流行波信号i_M(t)、i_N(t)，得到解耦后的行波信号分别为i_m,M(t)、i_m,N(t)：i_m,M(t)＝T^‑1i_M(t)Ti_m,N(t)＝T^‑1i_N(t)T         (1)其中，T为凯伦贝尔变换：$T=\frac{1}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ 1& -1& 0\\ 1& 0& -1\end{array}\right]---\left(2\right)$步骤3：设定行波信号的采样频率为f_s，小波变换的点数为2ⁿ，且n为整数，对输电线M、N端的解耦后行波信号i_m,M(t)、i_m,N(t)分别采样后进行快速傅立叶变换后得到输电线M、N端的解耦后FFT变换信号i_m,M(ω_i)、i_m,N(ω_i)，为离散频率，且0≤i≤2ⁿ‑1；步骤4：计算小波变换函数，设定尺度a的小波变换函数为，$H\left({\omega }_i\right)=\sqrt{a}·\Psi \left({\mathrm{a\omega }}_i\right)---\left(3\right)$其中Ψ(aω_i)为尺度a下的小波函数；步骤5：通过快速傅立叶反变换计算所述输电线M、N端的解耦后行波信号i_m,M(t)、i_m,N(t)在尺度a下的小波分解：WT_ai_m,M(t)＝IFFT(i_m,M(ω_i)H(ω_i))WT_ai_m,N(t)＝IFFT(i_m,N(ω_i)H(ω_i))       (4)步骤6：根据双端行波故障定位原理计算故障点到所述输电线M、N端的距离l_M和l_N；步骤7：计算输电线M、N端的解耦后行波信号i_m,M(t)、i_m,N(t)在各离散频率0≤i≤2^n‑1‑1下的传播系数Q_M(ω′_i)、Q_N(ω′_i)：$Q_M\left({\omega }_i^{\prime }\right)=e^{-{\lambda }_m\left({\omega }_i^{\prime }\right)l_M}$$Q_N\left({\omega }_i^{\prime }\right)=e^{-{\lambda }_m\left({\omega }_i^{\prime }\right)l_N}---\left(5\right)$其中，λ_m(ω′_i)为频变参数，由Carson公式计算得到；步骤8：将所述输电线M、N端的解耦后行波信号i_m，M(t)、i_m，N(t)在各离散频率0≤i≤2^n‑1‑1下的传播系数Q_M(ω′_i)、Q_N(ω′_i)，关于镜像对称扩展成2ⁿ点的扩展传播系数Q_M(ω_i)和Q_N(ω_i)；计算输电线M、N端的解耦后行波信号校正函数和步骤9：在根据下式计算输电线M、N端色散校正后的小波变换WTi_m,M(t)和WTi_m,N(t)：${\mathrm{WTi}}_{m,M}\left(t\right)=IFFT(I_{m,M}\left({\omega }_i\right)·Q_M^{-1}\left({\omega }_i\right)·H\left({\omega }_i\right))$${\mathrm{WTi}}_{m,N}\left(t\right)=IFFT(I_{m,N}\left({\omega }_i\right)·Q_N^{-1}\left({\omega }_i\right)·H\left({\omega }_i\right))---\left(6\right)$步骤10：根据双端行波定位原理，计算故障点到所述输电线M、N端的精确距离l′_M和l′_N。