PDF《输电线路故障行波网络定位新方法》

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8 输电线路故障行波网络定位新方法 周会峰,曾祥君,邓丰,刘卉(智能电网运行与控制湖南省重点实验室,长沙理工大学,湖南省长沙市

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1 4 ) 摘要:提出了一种输电线路故障行波网络定位新方法, 采用邻近点优化策略算法求取故障行波最 短传输路径, 利用最短路径长度与传输时间呈正比例的关系, 在直角坐标平面上对电网中各变电站 记录的行波波头到达时间及传输距离进行直线拟合, 通过线性回归分析实现各变电站行波到达时 间的信息融合处理, 从而直接得到故障点的准确位置.仿真分析结果表明, 该方法能有效减少故障 行波信号到达各变电站准确时间的记录误差, 并提高故障定位的可靠性和精度. 关键词:输电线路故障;

故障定位;

行波;

线性拟合;

最短路径 收稿日期:

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1 1;

修回日期:

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1 6. 国家自然科学基金资助项目(

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0 3 ) ;

湖南省自然科学基 金委 员会与衡阳市政府自然科学联合基金资助项目(10JJ8009);

湖南省科技计划重点项目(

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1 0 C K

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0 2) ;

教育 部留学回国人员科研启动基金资助项目.

0 引言 随着智能电网的全面建设, 对大电网运行控制 的安全、 可靠性要求越来越高, 对电网中输电线路故 障的精确定位越来越重要.近年来大量定位方法被 提出, 部分已经实现现场应用, 但由于行波信号光速 传播, 瞬间即逝, 折反射复杂, 在强电磁环境下故障 行波辨识与波头的纳秒级快速捕捉困难等原因造成 定位效果不佳, 定位方法有待完善[

1 - 5] . 传统的双端行波定位只需捕捉到达线路两端行 波的初始波头, 不受各种反射波和折射波的影响, 原 理相对简单[

6 - 8] .但是基于单条线路的故障定位, 当 定位装置失灵、 出现故障或是定位装置的时间记录 存在误差时, 定位可靠性得不到保证, 已经无法满足 电网运行的要求.随着大电网建设及系统间通信技 术的发展,全球定位系统(GPS) 同步时钟精度提高, 基于整个电网的行波定位方法基本上解决了上 述问题, 但是在利用 G P S同步时钟定位时, G P S接 收机标准误差为±2 0n s , 理论上对行波定位影响极 小, 然而接收机的误差是随机正态分布, 恶劣情况下 误差会达到1μ s , 在利用行波定位时1μ s的误差将 造成1

5 0 m 的测距误差[

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1 1] .因此, 如何消除记录 时钟误差成为行波定位面临的一个重要研究课题. 文献[

1 2 ] 提出基于网络的故障行波定位系统, 在B. C H y d r o的5

0 0k V 输电网1 4个变电站中安 装行波定位装置, 当故障线路中一段线路计算错误 时, 利用相邻线路数据, 准确检测53

0 0k m 线路上 的各种故障.但该文仅在故障线路记录失败后, 利 用其他检测点数据进行故障定位, 没有提出基于整 个网络的算法, 定位的精确度有限.在此基础上, 文献[

1 3 ] 提出基于 F l o y d算法的网络定位算法, 成功 应用于株洲电网, 但其数据处理中公式对参数的取 舍缺乏理论依据.后来的文献[

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1 5] 提出的基于 神经网络和网络通路的定位算法, 都是对求取算法 和故障信息判断的改进, 在对信息进行数据处理时 仅仅是加权平均, 其与直接求取多数据平均值相比, 在一定程度上提高了数据的可信度, 但是同时也会 忽略远方信息点的高精度时间, 引入人为误差. 本文在研究行波传输路径的基础上, 提出了基 于线性方程求取故障距离的方法, 其在数据融合中 摆脱了以往权重对数据的处理, 避免了计算过程中 对代表数据的加权不均衡;