文摘
输电线路发生故障后,快速、准确地找到故障点和处理,具有重要意义,维持电力系统的正常运行。针对低精度的问题,传统的行波故障定位方法和许多因素的影响,本文基于分布式行波监视点安排在输电线路研究方法来提高对输电线路行波故障定位的准确性。首先,当一行失败时,行波信号,移动到两端沿着输电线路将生成和传播。我们使用拉东变换算法来处理行波信号。然后,本文使用蚁群算法来分析和验证输电线路故障的位置和程度,然后优化高精度收集和处理。最后,进行模拟测距double-terminal输电线路和多端输电线路(t形线)和分支。为双头输电线路,结果表明,该算法提高了速度矩阵的计算,同时使得输电网的故障定位误差仍然保持改进的效果。
1。介绍
输电线路传输电能承担沉重的责任,是最广泛的分布式组件的电网1,2]。与电网的逐步建设,长途的总长度,大容量交流和直流输电线路各种电压水平逐渐增加。大多数的架空输电线路是竖立在野外,穿过山,山脉,河流,和其他地形,非常容易受到各种极端天气和恶劣的环境,导致失败(3,4]。精确的输电线路的故障点的位置可以减少人力和物质资源消耗故障后的检查工作,提高供电的可靠性5]。
经过几十年的开发和研究,故障钡(距离算法)主要包括以下类别:阻抗方法,故障分析方法,行波方法,频域方法,人工智能算法(6]。其中,阻抗方法和故障分析方法都是短路。故障特征量进行了分析后,统称为故障分析方法(7]。根据不同的信息来源,测距算法可以分为三种类型:单端测距算法,双头测距算法,三端测距算法(8,9]。根据不同的模型,包括算法也可以分为两种类型:分布参数模型算法和集中参数模型算法。在当前迅速发展的趋势,产生和应用上述柔性直流输电技术主要有以下几点10,11]。电力负荷的不断增加使得现有的输电系统无法满足长距离、大容量的需求下的电能传输今天的控制操作技术(12]。一般来说,阻抗故障定位精度的方法和故障分析方法是低于这条线,尽管前两个方法需要低采样率和容易实现,与继电保护技术的不断发展和进步,速动保护元素的性能大大改善,大大缩短了故障数据窗口,故障定位的准确性基于分布参数的时域方法不受线和系统参数的影响13,14]。
输电线路发生故障后,快速、准确地找到故障点和处理,具有重要意义对维持电力系统的正常运行15,16]。针对低精度的问题,传统的行波故障定位方法和许多因素的影响,本文基于分布式行波监视点安排在输电线路研究方法来提高对输电线路行波故障定位的准确性,通过拉东变换和蚁群算法进行信号处理和数据分析。电力传输设备受损,也可能导致电力传输和分配的总体结构瘫痪。因此,准确的故障定位和故障诊断已经成为国内外专家和学者的一个重要课题,具有重要的经济效益和广阔的应用前景。
2。输电线路故障的概述
早在1969年,桑特和Paithankar首次提出一种单端测距算法,即通过收集电压和电流线的一端,通过公式计算故障距离17,18]。使用单面供电线是可行的,但对于一个双面供电,由于侧辅助电流的增加和庞大的故障点过渡电阻,一个大的距离偏差往往会发生。在1990年代早期,系统地研究了电流互感器与传统制造技术和许多领域进行测试其瞬态响应特性(19,20.]。
试验结果表明,当前的暂态分量可以通过传统的电流互感器。在此基础上研究,研究行波故障主要是针对当前的行波的发展和行波故障定位设备,使用当前的行波作为模板。近年来,国内外专家和学者越来越多的关注故障定位的研究。各种测距方法[脱颖而出21,22]。结合物理,高等数学和其他学科知识转化为距离测量理论的研究促进发展的距离测量方法。输电线路故障定位的原理图如图1。
许多研究人员介绍了相关研究成果,如统计概率和统计决策、人工神经网络算法,小波变换23,24]。为了实现规模经济,降低网络损耗,保证电力系统的可靠性,并降低输电线路在电力传输的影响,高压直流输电技术研究进行了一个接一个的国内外[25]。与直流的早期成功应用在海底电缆输电系统中,直流输电技术逐渐被应用于长距离,大规模电力传输系统。最具代表性的项目是美国太平洋结线项目,于1970年开始运营。后,晶闸管阀的发明,直流系统开发速度(26]。载体远距离大容量输电、直流输电线路一样重要的“血管”人体但容易失败。控制和保护系统需要准确定位故障点和故障后采取措施。目前,原则上,故障定位方法可分为三类。一个是行波方法。行波方法主要分为两种不同的方法。都可以用来测量故障距离但有自己的优点和缺点27]。
3所示。输电线路故障处理基于蚁群和氡转换
氡转换是一个变换方法用于计算图像在指定方向上的投影。当积分路径是一条直线,该变量是一个线性变换(28]。向量总是存在,因为它是通过一个简单的映射。本文建立的仿真模型是一个电力系统电源模型的输电线路长度200公里,110千伏的电压水平,50赫兹的频率。正序、零序电阻单位长度R1 = 0.027952Ώ/公里,R2 = 0.27952Ώ/公里。当G存在,上述两个方程形成一对逆变换。添加噪声时,噪声转化为氡域(29日]。假设数据是应用以下算法的结果,然后可以最小化目标函数,计算有两种形式。
当 ,问题的最小二乘解
当 ,解决问题是最低标准
一般来说,上述公式需要发挥antioverlapping效果,需要在变换域提供相对较高的分辨率。矩阵求逆的过程中,奇点经常出现,特别是对于低频带(30.]。稳定的转换过程,阻尼参数通常是补充道。
正变换的定义如下:
相应的逆变换的定义是
拉东变换的算法流的原理图如图2。
通过添加积分获得的线性离散形式是在连续拉东变换到有限的区域。首先,假设地震数据通道,相应的偏移和抵消附近,哪里是什么在氡域中的数据通道的数量。离散形式的积极的转换
的公式, 。相应的逆变换形式
的公式, 。上述两个公式用矩阵形式表示如下:
上面的公式代表一对共轭变换操作符。矩阵是一个向前变换算子,这意味着它是一个共轭算子,即逆变换运营商。
线性叠加运算符,见上面的公式,将空间域的数据映射到域
相反,它的共轭方程(7 b)地图数据来自父域的子域。根据不同的模型,包括算法也可以分为两种类型:分布参数模型算法和集中参数模型算法。
在当前迅速发展的趋势,产生和应用上述柔性直流输电技术主要有以下几点:
电力负荷的不断增加使得现有的输电系统无法满足长距离、大容量的需求今天下的电能传输的控制操作技术。
向量总是存在,因为它是通过一个简单的映射。本文建立的仿真模型是一个电力系统电源模型的输电线路长度200公里,110千伏的电压水平,50赫兹的频率。控制和保护系统需要准确定位故障点和故障后采取措施。目前,原则上,故障定位方法可分为三类。一些参数的任务定价方案在输电线路信号转换数据如表所示1。
非正交的,所以他们不能形成一对相互转换。这个问题对于一个给定的方程是如何恢复d。d和t之间的关系可以用公式(7一个)到公式(7 b)。
4所示。输电线路故障处理案例验证
当采用基于故障类型识别、故障定位方法计算应根据以下步骤进行。第一步是计算空间域相关的特徵量尺寸、时域差的平方根,多重分形维数序列的基础上获得的故障电压信号。第二步是计算两个特征量的重量指标相关的维度和平方根得到故障信号的差别。本文建立的仿真模型是一个电力系统电源模型的输电线路长度200公里,110千伏的电压水平,50赫兹的频率。正序、零序电阻单位长度R1 = 0.027952Ώ/公里,R2 = 0.27952Ώ/公里。正序、零序电导单位长度R1 = 0。8 8 H /公里R2 = 3.1 H /公里。正序、零序电容单位长度R1 = 0.0133μF /公里,R2 = 0.00875μF /公里。
4.1。技术性能测试
故障产生的行波的直流输电线路MMC-HVDC系统本质上是一个混合信号由多个不同的频率成分。由于行参数的影响,实际的传播和衰减速度不同频率成分的线是不同的。因此,行波将扭曲在传播的过程中,大大提高了测量困难的时候断裂行波头到达母线的线,确定折射行波的极性头。执行故障在衣架式线由PSCAD仿真。三端故障测量后,得到M, N, P三端故障电流,如图3。拦截0.06−0.1年代的故障电流,并根据故障流进行简要地转换。本文建立的仿真模型是一个电力系统电源模型的输电线路长度200公里,110千伏的电压水平,50赫兹的频率。根据测量三端行波头,一节在PSCAD仿真模型数据处理,然后,波形导入MATLAB, db4小波用于在模拟分析。进行小波变换的电压波形两岸的M和N终端获取行波的到达时间。测量转换结果如图4。
4.2。蚁群算法和其他算法的比较
图5显示电压行波的小波变换结果在终端(N终端类似)。解释,如图5,当交叉方法用于确定绝缘子闪络故障,如果过电压曲线两端的绝缘子或横向扩展曲线的极值点相交自己的伏秒特性曲线,判断,绝缘子闪络故障。
闪络是曲线的交点的横坐标过电压或其极端点水平延伸线和伏秒特性曲线。相似的过电压波形,降低过电压的幅值曲线,也闪络的时间滞后。模最大的应用有更好的去除白噪声的影响,特别是当有太多的奇异点。此外,它可以有效地保证稳定性的振动信号的数量,而保存的有效信息信号的奇异点。这是一个很好的估计的初始信号,具有良好的图像质量。double-terminal的影响行波故障定位,消除波速误差如图6。
从图可以看出7的故障行波故障定位误差水平测量的波形的采样频率10 MHz远远小于故障行波故障定位误差水平测量的波形的采样频率1 MHz。12套样品,故障点位置的最大误差测量故障行波的波形的采样频率1 MHz是118,和故障行波的波形的采样频率10 MHz,测量故障点位置是最大的。误差只有13.2米。采样频率的增加降低了10倍最大故障定位误差近一个数量级。原始信号和模量最大处理后的对比曲线如图8。
这条规则也符合理论分析在前一节中。因为模量最大的重建是一个交替投影方法,重构信号的准确性和高信噪比需要保证。一般来说,需要多次迭代,这使得它比其它两种方法更费时。小波分解尺度的选择是关键在应用的过程中模量最大的降噪方法。Pseudoextreme点时将发生小规模的小波系数受到噪声的影响。很容易错过重要的奇点在大尺度上信号。因此,该方法对低信噪比信号更实用。这表明当采样频率较低时,增加采样频率的行波测量装置可以显著提高行波到达时间的准确性被VMD / TEO算法,从而提高了定位精度。
5。结论
本文基于直流输电系统、蚁群算法和氡转换提出了输电线路故障信号分析方法,和方法应用于直流故障的故障定位和故障识别的换向失败。输电线路发生故障后,快速、准确地找到故障点和处理,具有重要意义对维持电力系统的正常运行。
针对低精度的问题,传统的行波故障定位方法和许多因素的影响,本文基于分布式行波监视点安排在输电线路研究方法来提高对输电线路行波故障定位的准确性。首先,当一行失败时,行波信号,移动到两端沿着输电线路将生成和传播。我们使用拉东变换算法来处理行波信号。然后,本文使用蚁群算法来分析和验证输电线路故障的位置和程度,然后优化高精度收集和处理。最后,进行模拟测距double-terminal输电线路和多端输电线路(t形线)和分支。为双头输电线路,结果表明,该算法提高了速度矩阵的计算,同时使得输电网的故障定位误差仍然保持改进的效果。蚁群算法的组合和变换可以实现线路故障位置和换向失败故障识别。然而,这种方法使用不同的节点的能量作为故障特征不同的缺点,和网络的输出都是不同的。后续的特征向量提取的两个错误需要进一步整合和统一简化控制和保护系统。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现都包含在这篇文章。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突或人际关系可能出现影响工作报告。