一种基于故障暂态行波衰减分量的电网故障区段定位方法

摘要

本发明公开了一种基于故障暂态行波衰减分量的电网故障区段定位方法。该方法在电网已配置测量装置情况下，通过对故障后信号的小波变换获取小波系数模极大值作为表征初始行波幅值的特征量；特征量最大的测量点对应于故障线路的一端，再利用故障行波经最短路径传播时特征量的衰减特性确定故障线路的另一端，判断故障区段。该区段定位方法准确度高，对测量装置的同步性没有特殊要求，具有较好地经济性和较强的实用价值。

主权项

一种基于故障暂态行波衰减分量的电网故障区段定位方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对于拓扑结构确定的电网，假设共有N个测量点，分别标记为m₁,m₂,…,m_N，并构成集合M＝{m₁,m₂,…,m_N}，根据拓扑结构得到每个测量点的相邻测量点数目分别为j₁,j₂,…,j_N，并构成集合J＝{j₁,j₂,…,j_N}；2)故障发生后，对各测量点获取的线模电压分别进行小波变换，提取小波系数模极大值表征该测量点的行波幅值，各测量点的行波幅值分别为f₁,f₂,…f_N，并构成集合F＝{f₁,f₂,…f_N}；测量点m_a的相邻测量点行波幅值记为集合{f_a1,f_a2,...f_aja}，a∈{1,2,...N}，得到各测量点的相邻测量点行波幅值矩阵L表示为：其中，Z为集合J中的最大值，L中的空元素用数值零来替代；3)步骤2)所获得最大行波幅值对应的测量点确定为故障的一端，该测量点记为m_i，并得到测量点m_i的P个相邻测量点分别记为b₁,b₂,…b_P，并构成集合B＝{b₁,b₂,…b_P}；4)选择集合B中一个相邻测量点b_j，相邻测量点b_j对应的行波幅值记为f_bj，j∈{1,2,...P}；获取b_j到一个测量点m_n的最短路径所经过的节点，所经过的节点根据b_j到测量点m_n依次经过节点的序号排列为集合D＝{m_x,…m_y}，其中m_x为所经过的第一个节点的序号，m_y为所经过的最后一个节点的序号，n∈{1,2,...N}；若所述集合D中没有测量点m_i，集合D中各节点对应的相邻测量点数目集合为JD＝{j_x,…j_y}，则集合D中每个节点对应的折射系数为d＝{d_mx,…d_my}＝{2/(j_x+1),…2/(j_y+1)}，由b_j折算到测量点m_n的行波幅值为f_nj’＝f_bj×d_mx×…×d_my；若所述集合D中包含有测量点m_i，删除集合D中m_i之前的节点，所述集合D更新为D＝{m_i,…m_y}，则由b_j折算到测量点m_i的行波幅值为f_nj’＝f_mi×…×d_my，f_mi为测量点m_i对应的行波幅值；初始n＝1，j＝1，遍历集合B中所有相邻测量点，得到由P个相邻测量点折算到所有测量点的行波幅值矩阵为G为：5)将测量m_a的行波幅值分别与其每一个相邻测量点行波幅值作差，得到集合a∈{1,2,...N}，遍历所述集合F中每个测量点得到矩阵△F：根据行波幅值在传播过程中的衰减特性，矩阵ΔF中各元素作差后数值的正负表示行波的传播方向；6)对折算出来的行波幅值矩阵G中的第一列做如下处理，得到折算出来的传播方向矩阵△G₁为：用符号函数sgn(x)对矩阵△G₁和△F进行标准化处理：$\mathrm{sgn}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x>0\\ 0& x=0\\ -1& x<0\end{array}\right.$其相同元素个数表征两个矩阵的相似程度，并记相同元素个数为s₁，依次对G中的各列做上述处理，得到相同元素个数集合为S＝{s₁,s₂,…s_p}，集合S中的最大值对应的测量点即为故障线路的另一端，最终确定故障区段。