一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法技术

本发明专利技术涉及一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，该方法利用粒子群算法来求解故障测距观测方程组，所述的测距方法，包括以下步骤：通过差分傅氏算法提取架空线故障后线路首末两端的三相电压和电流工频分量；将工频分量进行对称分量变换，得到对应的零序、正序及负序分量；建立考虑数据不同步影响的故障点电压方程；解耦故障点电压方程，得到故障测距观测方程组；基于粒子群算法求解故障测距观测方程组，确定故障点位置。与现有技术相比，本发明专利技术具有高效准确定位故障位置、计算量小、应用性广、计算简便的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种继电保护方法，尤其是涉及一种架空线双端不同步故障测距方法。
技术介绍
国民经济的快速发展和电力需求的日益增长使得电力系统的结构日益复杂，输电线路承担着传输电能、连接电网及电气设备的重任，是整个电力系统安全稳定运行的基础。但是，输电线路也是输电网中发生故障最多的部分之一，由于输电线路分布距离广，且大都途径较为恶劣的自然环境地区，风偏、雷击、覆冰及树枝短接等原因均可能造成输电线路短路故障。上述地区通常交通不便，巡线存在较大困难；且现有的线路快速保护装置通常在故障扩大前动作，线路被故障破坏的痕迹不明显，故障位置较为隐蔽，同样不便于肉眼巡查。快速准确地确定线路故障位置，不仅能有效指导现场巡线工作，及时修复故障恢复供电，而且能及时发现线路的薄弱环节及潜在隐患，提高输电线路运行可靠性。因此，输电线路的故障定位技术能提高巡线工作效率，最大限度减少线路故障造成的经济损失，具有重要的经济及社会效益。目前，输电线路故障定位研究方法根据数据类型分类可分为两种，一是基于故障暂态量的行波定位方法，通过计算故障行波到达线路两端的时间差来对故障点进行定位，但该方法需要研制专门设备，技术复杂且投资较大，在工程应用中难度较大；二是基于故障稳态量的故障分析法，通过利用线路两侧的故障信息构造冗余的测距方程，从而在降低过渡电阻影响的情况下，对故障点进行定位，但该方法需要实现线路两端数据的同步，且计算结果可能存在伪根。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种高效、准确定位故障位置的基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法。为实现本专利技术所述目的，本专利技术提供一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，该方法利用粒子群算法来求解故障测距观测方程组，所述的测距方法，包括以下步骤：(1)通过差分傅氏算法提取架空线故障后线路首端的三相电压工频分量线路首端三相电流工频分量线路末端的三相电压工频分量以及线路末端的三相电流工频分量(2)将上述工频分量分别进行对称分量变换，得到对应的零序、正序及负序分量；(3)建立考虑数据不同步影响的故障点电压方程；(4)解耦所述故障点电压方程，得到故障测距观测方程组；(5)基于粒子群算法求解所述故障测距观测方程组，确定故障点位置。所述步骤(2)中，对称分量变换为： U · M 0 U · M 1 U · M 2 = 1 3 1 1 1 1 α α 2 1 α 2 α U · M A U · M B U · M C ]]>式中：为线路首端三相电压的零序、正序和负序分量；同理，获得架空线不对称短路故障后线路首端三相电流零序、正序和负序分量线路末端三相电压零序、正序和负序分量以及线路末端三相电流零序、正序和负序分量所述步骤(3)中建立的故障点电压方程为： U · M 1 cosh γ x - Z L I · M 1 sinh γ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，其特征在于，该方法利用粒子群算法来求解故障测距观测方程组，所述的测距方法，包括以下步骤：(1)通过差分傅氏算法提取架空线故障后线路首端的三相电压工频分量线路首端三相电流工频分量线路末端的三相电压工频分量以及线路末端的三相电流工频分量(2)将上述工频分量分别进行对称分量变换，得到对应的零序、正序及负序分量；(3)建立考虑数据不同步影响的故障点电压方程；(4)解耦所述故障点电压方程，得到故障测距观测方程组；(5)基于粒子群算法求解所述故障测距观测方程组，确定故障点位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，其特征在于，该方法利用粒子群算法来求解故障测距观测方程组，所述的测距方法，包括以下步骤：(1)通过差分傅氏算法提取架空线故障后线路首端的三相电压工频分量线路首端三相电流工频分量线路末端的三相电压工频分量以及线路末端的三相电流工频分量(2)将上述工频分量分别进行对称分量变换，得到对应的零序、正序及负序分量；(3)建立考虑数据不同步影响的故障点电压方程；(4)解耦所述故障点电压方程，得到故障测距观测方程组；(5)基于粒子群算法求解所述故障测距观测方程组，确定故障点位置。2.如权利要求1所述的一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对称分量变换为： U · M 0 U · M 1 U · M 2 = 1 3 1 1 1 1 α α 2 1 α 2 α U · M A U · M B U · M C ]]>式中：为线路首端三相电压的零序、正序和负序分量；同理，获得架空线不对称短路故障后线路首端三相电流零序、正序和负序分量线路末端三相电压零序、正序和负序分量以及线路末端三相电流零序、正序和负序分量3.如权利要求1所述的一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，其特征在于，所述步骤(3)中建立的故障点电压方程为： U · M 1 cosh γ x - Z L I · M 1 sinh γ x = [ U · N 1 cosh γ ( L - x ) + Z L I · N 1 sinh γ ( L - x ) ] e j δ ]]>式中：x为故障点距离架空线首端的距离；γ为架空线传播常数；δ为架空线首末两端电压的不同步角；L为架空线路的长度；ZL为架空线波阻抗；为线路首端三相电压的正序分量，为线路末端三相电压的正序分量，为线路首端三相电流正序分量；为线路末端三相电流正序分量。4.如权利要求1所述的一种基于粒子群算法的架空线双端不同步故障测距方法，其特征在于，所述步骤(4)中，故障测距观测方程组为： ( U M R - B 3 cos δ + B 4 sin δ ) cosh R 1 x cosh R 2 x - ( U M I - B 3 sin δ - B 4 cos δ ) sinh R 1 x sinh R 2 x + ( B 5 cos δ - B 6 sin δ - B 1 ) sinh R 1 x cosh R 2 x - ( B 5 sin δ + B 6 sin δ - B 2 ) cosh R 1 x sinh R 2 x = 0 ( U M I - B 3 sin δ - B 4 cos δ ) cosh R 1 x cosh R 2 x + ( U M R - B 3 cos δ + B 4 sin δ ) sinh R 1 x sinhR 2 x + ( B 5 sin δ + ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家华，华思明，陆遥，严倩倩，计崔，王丰华，王劭菁，穆卡，张君，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31