基于行波理论的多端线路故障测距方法的研究

摘要

我国的电力产业迅速发展，尤其是最近几年，随着电网规模的不断扩大，电网的结构也越来越复杂，输电线的总长度也是急剧增加，极大地增加了线路运行管理的难度，同时也增加了线路故障发生率。 对于简单系统，双端行波测距的方式有较高的可靠性，但当这种方法应用于现代电网之中时，由于行波分量的频率成分复杂，传播速度快，其本身又是非平稳信号，具有很强的奇异性，同时复杂的电网构架会导致输电线路参数会导致行波中不同分量的衰减和畸变，从而令传播速度产生较大差异，这些问题都会导致波速选择和浪涌到达时刻的标定十分困难。因此传统的双端行波故障测距方式已经不能够满足当前电网准确性和可靠性的测试要求。通常行波信号奇异点会对最终结果的准确性带来影响，本文在获取行波信号期间，对该信号奇异点进行有效确定，从而大大增强检测结果的精确性。以实测数据为基础，分析了噪声信号和暂态行波信号，发现前者的模极大值会伴随着尺度增大而逐渐减小，后者则会随着模极大值持续的增加而逐渐增加（阶跃信号下，小波变换模极大值保持不变），所以为了避免噪声信号对行波信号检测带来干扰，选择了较大尺度的小波变换。综合了多种工具的优劣，通过构建测距网络，利用最短路径算法，对复杂的多端输电网络进行简化，并利用数据加权融合的方法来进行故障测距，在双端定位法的基础上构建一种多端定位的方法，能够消减波速对定位的影响。借助这种基于双端理论的多端行波测距的方法，对实际的电网故障进行线路排查，通过仿真和试验相结合的方式，提高线路故障排查及电网维护的工作效率。将本文的数据加权测距法和传统测距法作对比，验证了本文中的办法能够更加准确的获取故障位置。 根据本文提出的方法，选取张家口张北县地区作为测试案例，实现对线路故障进行准确定位，确保测距结果更加接近于真实值，通过仿真进行验证和对标，对真实的事故问题来验证测距方法的有效性、可靠性和准确性。