一种输电线路行波波速自学习方法及行波测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电线路行波波速自学习方法及行波测距装置，包括如下步骤：步骤1、令j＝0并初始化行波波速v0；步骤2、当输电线路发生扰动事件时，根据线路两侧行波信息的不同组合分别计算行波波速vj,1、vj,2、vj,3；步骤3、判断行波波速vj,1、vj,2、vj,3计算值的合理性，并将合理的行波波速计算值与行波波速vj‑1进行加权平均，得到新的自学习行波波速vj。可以自动实现行波波速的测量和行波波速的学习，达到逐步逼近最优等效行波波速的目的。

A self learning method and traveling wave distance measuring device for transmission line wave velocity

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路行波波速自学习方法及行波测距装置
本专利技术涉及一种输电线路行波波速自学习方法及行波测距装置。
技术介绍
输电线路行波测距方法在电力系统中广泛应用，其故障测距精度整体上优于阻抗法测距，但也存在线路长度参数误差、行波波速不准确引起的测距误差问题：首先，对于不同电压等级的线路、不同的线型线径，行波的传输速度是存在差异的，采用固定的经验波速值必然会引入测距误差。另外，输电线路长度通常按线路杆塔水平距离之和的方式给出，而忽略了杆塔的高程差、导线的弧垂、以及弧垂随季节变化的影响因素，给出的输电线路长度与导线的实际长度之间存在着未知的偏差。因此，对于给定的输电线路长度，行波的等效波速必然小于行波沿导线传输的实际波速，但其精确的等效波速值难以获得。此外，基于少数几次的输电线路故障数据进行人工分析行波波速，不仅过程繁琐，而且受样本数据少、随机的时间同步误差和测量误差的影响，人工得到的行波波速值也难以达到较高的精度。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种输电线路行波波速自学习方法及行波测距装置，可以自动实现行波波速的测量和行波波速的学习，达到逐步逼近最优等效行波波速的目的。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种输电线路行波波速自学习方法，包括如下步骤：步骤1、令j＝0并初始化行波波速v0；步骤2、当输电线路发生扰动事件时，令j的值加1，根据线路两侧行波信息的不同组合分别计算行波波速vj,1、vj,2、vj,3，记线路两侧分别为M侧和N侧，则：(1)对于区外操作或故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息计算得到，行波波速vj,2由M侧行波信息计算得到，行波波速vj,3由N侧行波信息计算得到；(2)对于区内故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息和两侧反射行波信息计算得到，行波波速vj,2由两侧行波信息和M测反射行波信息计算得到，行波波速vj,3由两侧行波信息和N测反射行波信息计算得到；(3)对于瞬时故障跳闸后重合扰动事件，vj,1由两侧行波信息计算得到，vj,2由M侧行波信息计算得到，vj,3由N侧行波信息计算得到；步骤3、判断上述各行波波速计算值的合理性，并将合理的行波波速计算值与行波波速vj-1进行加权平均，得到新的自学习行波波速vj。优选，对于110kV及以上电压等级架空输电线路，v0取值范围为290～300m/μs。优选，行波波速计算值的合理性判据为：|vj,x-v0|<Δv,其中，x＝1,2,3，Δv为行波波速偏差门槛。优选，用于行波波速自学习的行波波速加权平均算法为：vj＝k·vh+(1-k)vj-1其中，权重因子k∈(0,1)，当合理的行波波速计算值只有一个时，vh为该合理的行波波速计算值；当合理的行波波速计算值大于等于两个时，vh为所有合理的行波波速计算值的加权平均值，加权平均算法为：vh＝h1vj,1+h2vj,2+h3vj,3其中，h1、h2、h3为加权权重，对于无效的波速测量值vj,x，对应的权重为零。优选，权重因子k取固定的值，或权重因子k根据本次计算行波波速的不同情况赋予不同的权重。优选，当权重因子k根据本次计算行波波速的不同情况赋予不同的权重时，具体为：(1)若本次只得到1个合理的基于双端行波信息的行波波速计算结果，则赋予权重k1；(2)若本次只得到1个合理的基于单端行波信息的行波波速计算结果，则赋予权重k2；(3)若本次只得到2个合理的基于单端行波或双端行波信息的行波波速计算结果，则赋予权重k3；(4)若本次只得到3个合理的基于单端或双端行波信息的行波波速计算结果，则赋予权重k4；其中，权重系数关系为：0＜k1＜k2＜k3＜k4＜1。优选，设线路长度为L，该扰动事件产生的行波初次到达线路M、N侧的时刻分别为tm1、tn1，初始行波经M、N侧母线反射再次到达线路M、N侧的时刻分别为tm2、tn2，则：(1)对于区外操作或故障扰动事件，则3个计算行波波速的公式分别为：(2)对于区内故障扰动事件，则3个计算行波波速的公式分别为：(3)对于瞬时故障跳闸后重合扰动事件，则3个计算行波波速的公式分别为：优选，行波波速偏差门槛Δv＝p·v0，p取值范围为1％～2％。一种输电线路行波测距装置，包括数据处理单元，还包括行波波速自学习单元，所述行波波速自学习单元采用上述任意一项所述的自学习方法获得行波波速vj，所述数据处理单元根据行波波速自学习单元计算的行波波速vj进行单端或双端行波故障测距，公式如下：x1＝0.5(tm2-tm1)vjx2＝L-0.5(tn2-tn1)vjx3＝0.5L+0.5(tm1-tn1)vj其中，故障点行波初次到达线路M、N侧的时刻分别为tm1、tn1，初始行波经故障点反射再次到达线路M、N侧的时刻分别为tm2、tn2，x1为M侧的单端行波测距结果，x2为N侧的单端行波测距结果，x3为双端行波测距结果；则最终的故障距离γ为：γ＝q1x1+q2x2+q3x3其中，q1、q2、q3为加权权重，对于无效的行波测距结果，其对应的权重为零。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术输电线路行波波速自学习方法，可以基于初始行波波速参数逐步自学习得到更为精确的行波波速，从而可以适应不同电压等级、不同的线型线径的输电线路，避免固定经验波速方式引起的行波测距误差。采用本专利技术，还可以用实测的等效行波波速消除输电线路长度参数误差引起的测距误差，从而提高测距精度。测距装置采用自动学习波速的方式，不仅可以避免人工计算行波波速和下发行波波速定值的繁杂过程，而且可以通过自动逐步积累行波波速样本，达到逐步逼近最优等效行波波速的目的。附图说明图1为区外扰动或故障时的行波传输示意图；图2为区内故障时的行波传输示意图；图3为瞬时故障重合闸行波传输示意图(对端闭合)；图4为瞬时故障重合闸行波传输示意图(对端断开)。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。一种输电线路行波波速自学习方法，包括如下步骤：步骤1、令j＝0并初始化行波波速v0；步骤2、当输电线路发生扰动事件时，比如，区外操作或故障扰动事件、区内故障扰动事件和瞬时故障跳闸后重合扰动事件等，令j的值加1，并根据线路两侧行波信息的不同组合分别采用公式计算行波波速vj,1、vj,2、vj,3，记线路两侧分别为M侧和N侧，则：(1)对于区外操作或故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息计算得到，行波波速vj,2由M侧行波信息计算得到，行波波速vj,3由N侧行波信息计算得到；(2)对于区内故障扰动事件，计算波速vj,1、vj,2、vj,3均用到了两侧初始行波信息，除此之外，vj,1还用到了两侧的反射行波信息，vj,2用到了M测反射行波信息，vj,3用到了N侧反射行波信息，也即：行波波速vj,1由两侧行波信息和两侧反射行波信息计算得到，行波波速vj,2由两侧行波信息和M测反射行波信息计算得到，行波波速vj,3由两侧行波信息和N测反射行波信息计算得到；(3)对于瞬时故障跳闸后重合扰动事件，vj,1由两侧行波信息计算得到，vj,2由M侧行波信息计算得到，vj,3由N侧行波信息计算得到；步骤3、判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、令j＝0并初始化行波波速v0；步骤2、当输电线路发生扰动事件时，令j的值加1，根据线路两侧行波信息的不同组合分别计算行波波速vj,1、vj,2、vj,3，记线路两侧分别为M侧和N侧，则：(1)对于区外操作或故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息计算得到，行波波速vj,2由M侧行波信息计算得到，行波波速vj,3由N侧行波信息计算得到；(2)对于区内故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息和两侧反射行波信息计算得到，行波波速vj,2由两侧行波信息和M测反射行波信息计算得到，行波波速vj,3由两侧行波信息和N测反射行波信息计算得到；(3)对于瞬时故障跳闸后重合扰动事件，vj,1由两侧行波信息计算得到，vj,2由M侧行波信息计算得到，vj,3由N侧行波信息计算得到；步骤3、判断上述各行波波速计算值的合理性，并将合理的行波波速计算值与行波波速vj‑1进行加权平均，得到新的自学习行波波速vj。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、令j＝0并初始化行波波速v0；步骤2、当输电线路发生扰动事件时，令j的值加1，根据线路两侧行波信息的不同组合分别计算行波波速vj,1、vj,2、vj,3，记线路两侧分别为M侧和N侧，则：(1)对于区外操作或故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息计算得到，行波波速vj,2由M侧行波信息计算得到，行波波速vj,3由N侧行波信息计算得到；(2)对于区内故障扰动事件，行波波速vj,1由两侧行波信息和两侧反射行波信息计算得到，行波波速vj,2由两侧行波信息和M测反射行波信息计算得到，行波波速vj,3由两侧行波信息和N测反射行波信息计算得到；(3)对于瞬时故障跳闸后重合扰动事件，vj,1由两侧行波信息计算得到，vj,2由M侧行波信息计算得到，vj,3由N侧行波信息计算得到；步骤3、判断上述各行波波速计算值的合理性，并将合理的行波波速计算值与行波波速vj-1进行加权平均，得到新的自学习行波波速vj。2.根据权利要求1所述的一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，对于110kV及以上电压等级架空输电线路，v0取值范围为290～300m/μs。3.根据权利要求2所述的一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，行波波速计算值的合理性判据为：|vj,x-v0|<Δv,其中，x＝1,2,3，Δv为行波波速偏差门槛。4.根据权利要求1所述的一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，用于行波波速自学习的行波波速加权平均算法为：vj＝k·vh+(1-k)vj-1其中，权重因子k∈(0,1)，当合理的行波波速计算值只有一个时，vh为该合理的行波波速计算值；当合理的行波波速计算值大于等于两个时，vh为所有合理的行波波速计算值的加权平均值，加权平均算法为：vh＝h1vj,1+h2vj,2+h3vj,3其中，h1、h2、h3为加权权重，对于无效的波速测量值vj,x，对应的权重为零。5.根据权利要求4所述的一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，权重因子k取固定的值，或权重因子k根据本次计算行波波速的不同情况赋予不同的权重。6.根据权利要求5所述的一种输电线路行波波速自学习方法，其特征在于，当权重因子k根据本次计算行波波速的不同情况赋予不同的权重时，具体为：(1)若本次只得到1个合理的基于双端行波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉林，徐晓春，赵青春，朱晓彤，张杰，沈军，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32