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专利号: 2017102809071
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电网非同步故障区域定位方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对电网中所有母线节点依次进行编号,并选择其中某些母线节点处布置测点;

(2)分别求取频率fx下的线模电压行波幅值衰减常数αx以及各母线节点的电压行波折射系数βy,其中,x=1,2,…,n,y=1,2,…,m,n为频率分量数,m为母线节点数:上式中,Zx、Yx分别为频率fx下线路的线模阻抗阻抗和导纳,Zx=Rx+jωxL,Yx=Gx+jωxC,Rx和L为单位长度的线模电阻及电感,Gx和C为单位长度的线模电导和电容,ωx=2πfx,ly为编号为y的母线节点的出线数;

(3)假设编号为i的母线节点故障,若i≤m,则进行步骤(4);否则,进行步骤(12);

(4)求取母线节点i到每个测点的最短路径向量Lmin以及每条最短路径所经过的母线节点的编号集合Ns;其中,Lmin的长度为电网中所有测点的总数p,Ns中共有p个元素,每个元素为母线节点i到某测点的最短路径所经过的母线节点编号;

(5)分别计算母线节点i故障时各测点线模电压行波首波头中频率为f1,f2,…,fn的理论幅值向量Uj,j=1,2,…,p:Uj=[u1j,u2j,...,unj]

上式中,Ns(j)为母线节点i至测点j的最短路径Lmin(j)所经过的母线节点编号,prod(Ns(j))表示Ns(j)中所有母线节点对应的电压行波折射系数的连乘积;

(6)任意选择一个测点q为参考节点,q∈[1,p],利用下式计算频率f1,f2,…,fn对应的理论幅值比阵列j=1,2,...,p且j≠q

(7)在发生实际故障后,确定计算数据窗,获取故障发生后每个测点实际测量的原始线模行波首波头信号S1,S2,…,Sp;

(8)利用S变换提取S1,S2,…,Sp中频率为f1,f2,…,fn的实际幅值向量U1r,U2r,…,Upr,并计算p个测点的累加幅值向量Us=[Us1,Us2,…,Usp],其中,Ujr=[U1jr,U2jr,…,Unjr],Usj=sum(Ujr),sum(Ujr)表示求取Ujr中所有元素的和;

(9)采用步骤(6)中的测点q作为参考节点,利用下式计算频率f1,f2,…,fn对应的实际幅值比阵列B(1),B(2),…,B(n):j=1,2,...,p且j≠q

(10)计算理论幅值比阵列和实际幅值比阵列之间的差异度向量ε=[ξ1,ξ2,…,ξm]:上式中,ξi为差异度向量ε的第i个向量。

(11)令i=i+1,转至步骤(3)

(12)取出差异度向量ε中最小的三个元素对应的母线节点编号以及累加幅值向量Us中最大的三个元素对应的母线节点编号,采用给定的连接规则确定故障出区域。

2.根据权利要求1所述一种电网非同步故障区域定位方法,其特征在于:在步骤(1)中,布置测点的方法如下:(a)对于只有一条进线或出线的母线节点,必须要配置测点;

(b)对于构成了单边线环形网络的母线节点,若这些母线节点总数为N,则需要在其中的任意N-1个母线节点上配置测点;

(c)对于构成多边线环形网络的母线节点,除了需要满足(b),还需保证任意一条线路两端的母线节点至少布置1个测点。

3.根据权利要求1所述一种电网非同步故障区域定位方法,其特征在于:在步骤(4)中,采用Floyd最短路径算法求取母线节点i到每个测点的最短路径。

4.根据权利要求1所述一种电网非同步故障区域定位方法,其特征在于:在步骤(7)中,确定计算数据窗的方法如下:对各个测点的原始线模电压行波信号进行小波变换,采用db6母小波将信号分解为4层,再采用同样的母小波对d1层细节系数进行重构,求取重构系数的模极大值对应的时刻;

对于各测点,以求得的模极大值对应时刻为基准,选取该基准前5个采样点及其后M个采样点作为总的计算数据窗。

5.根据权利要求1所述一种电网非同步故障区域定位方法,其特征在于:在步骤(12)中,确定故障区域的方法如下:当选取出差异度向量ε中最小的三个元素对应的母线节点编号ε1、ε2、ε3和累加幅值向量Us中最大的三个元素对应的母线节点编号η1、η2、η3之后,根据这些编号确定故障区域:(A)记编号为ε1、ε2、ε3的母线节点相互连接所形成的线路集合为A,记编号为η1、η2、η3的母线节点相互连接形成的线路集合为B,则A与B的并集为故障区域;

(B)若A和B中至少有一个为空集或者A和B的并集为空,则编号为ε1、ε2、ε3的母线节点与编号为η1、η2、η3的母线节点之间直接相互连接所形成线路构成的区域为故障区域。