【技术实现步骤摘要】
一种基于PMU装置的输电线路故障定位系统及方法
本专利技术涉及电力系统故障定位
，尤其涉及一种基于PMU装置的输电线路故障定位系统及方法。
技术介绍
随着电力系统越发的复杂，其稳定性也越发的重要，输电线路一旦出现故障就会引起整个系统的震荡，严重的故障甚至会导致整个区域乃至更大范围的电力系统崩溃。传统的保护中，速断保护的动作区域往往不能包含整个需要保护的输电线路，而各级后备保护中，又存在保护的整定过程繁杂，动作具有延时性等问题，所以，输电系统中线路出现故障时，能否在快速动作的前提下，对故障信息进行采集储存分析，准确的对故障点进行定位，就显得十分重要。而对故障点的快速准确的定位，是能否快速对故障线路进行修复，恢复电力系统完成运行，保证对负荷供电的关键。在传统的基于故障信息采集分析定位的算法中，将整个输电线路的阻抗参数作为已知量，线路的参数存在的误差常常会对故障点的定位的准确性产生影响。同时，在实际的运行中，线路损耗等因素也会使得线路的实际参数发生变化，基于整个输电线路参数的传统输电线路故障数据采集和定位将会产生一定误差。电力系统在运行时，由于用电端的负荷在不断变...
【技术保护点】
1.一种基于PMU装置的输电线路故障定位系统，其特征在于：包括数据监测层和故障定位层；所述数据监测层，在对输电系统依据零注入点进行区域划分，保证整个输电系统满足故障可观测原理前提下，对PMU装置采集到的量测信息进行分类存储和故障监测，并将故障数据传送至故障定位层；所述故障定位层，用于对故障的类型进行分析，并对故障点进行定位；所述数据监测层，包括数据获取模块、数据存储模块、数据监测模块和故障数据传输模块；所述数据获取模块包括电压向量获取单元和电流向量获取单元；所述电压向量获取单元和电流向量获取单元分别获取PMU装置测量到的输电系统运行时的电压向量数据和电流向量数据；所述数据存...
【技术特征摘要】
1.一种基于PMU装置的输电线路故障定位系统，其特征在于：包括数据监测层和故障定位层；所述数据监测层，在对输电系统依据零注入点进行区域划分，保证整个输电系统满足故障可观测原理前提下，对PMU装置采集到的量测信息进行分类存储和故障监测，并将故障数据传送至故障定位层；所述故障定位层，用于对故障的类型进行分析，并对故障点进行定位；所述数据监测层，包括数据获取模块、数据存储模块、数据监测模块和故障数据传输模块；所述数据获取模块包括电压向量获取单元和电流向量获取单元；所述电压向量获取单元和电流向量获取单元分别获取PMU装置测量到的输电系统运行时的电压向量数据和电流向量数据；所述数据存储模块包括电压向量存储单元和电流向量存储单元；所述电压向量存储单元和电流向量存储单元对电压向量获取单元和电流向量获取单元获取的数据依据零注入节点所划分的子区域进行存储；所述数据监测模块包括电流向量判定单元和数据更新单元；所述电流向量判定单元对PMU装置测量到的电流向量与设定的实际电力系统运行中输电线路电流的阈值进行比对，当测量的电流向量数据超过设定的实际电力系统运行电流的阈值，即判定输电系统发生故障；所述数据更新单元根据电流向量判定单元的判定情况，对采集的电压向量和电流向量数据进行更新；所述故障数据传输模块将电流向量判定单元判定为发生故障后超出设定阈值的节点的电压向量数据和电流向量数据传输至故障定位层，进行故障点的定位；所述故障定位层，包括相序分析模块和故障定位模块；所述相序分析模块包括正序电流单元、负序电流单元和零序电流单元，用于初步判断输电线路发生的故障的类型；所述故障定位模块包括故障数据处理单元和故障点定位单元；所述故障数据处理单元用于处理数据监测层上传来的故障节点信息，并对不同的故障线路两端节点PMU装置配置情况进行分析；所述故障点定位单元根据故障数据处理单元的分析结果建立故障等效模型，对输电线路的故障点进行定位。2.采用权利要求1所述的基于PMU装置的输电线路故障定位系统对输电线路进行定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过数据监测层建立基于区域划分的节点数据矩阵，判定输电线路的故障，并将故障输电线路相关节点数据上传至故障定位层中模拟的故障输电线路模型；步骤2：通过故障定位层对选出的故障线路两端节点数据中节点电压向量数据和电流向量数据分析，初步确定输电发生的故障线路种类，并使用叠加原理、节点电压方程和迭代法以及最小二乘法对上传的故障线路相关节点数据进行处理，完成对故障点的定位；步骤3：对故障线路两端数据和相关节点数据，按照模拟的输电线路进行计算，得到故障等效附加电流源分解模型；步骤4：利用故障点定位单元，根据故障等效附加电流源分解模型，对布置PMU节点的等效节点进行计算，得到故障点位置；步骤5：重复执行步骤1-步骤4进行迭代计算，减小计算误差。3.根据权利要求2所述的基于PMU装置的输电线路故障定位系统对输电线路进行定位的方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：步骤1-1：在满足故障可观测原理下，输电系统中布置PMU装置，保证输电系统中每一个节点在发生故障时，均满足可观测条件；根据零注入节点划分的子区域，生成子区域节点数据矩阵，包括节点电压向量矩阵Ai和电流向量矩阵Bi；通过电压向量获取单元和电流向量获取单元，分析PMU装置采集的量测数据，使每一个子区域对应矩阵中包含元素为本子区域包含的节点的电压向量数据和电流向量数据，如下公式所示：Ai＝[ai1…aiy]1≤i≤xBi＝[bi1…biy]1≤i≤x其中，Ai和Bi分别为划分后第i个子区域节点的节点电压向量数据和电流向量数据矩阵，x为划分的子区域个数，y为包含节点数最多的子区域中节点数，其余子区域节点数不足时使用0元素补充；步骤1-2：通过数据存储模块，对PMU装置采集到的量测数据进行分类和存储；将PMU装置采集到的节点电压向量数据和线路电流向量数据，分别存储在该测量节点对应矩阵Ai和Bi中，并形成完整的目标输电系统节点电压向量矩阵M和电流向量矩阵H，如下公式所示：其中，aij和bij分别为第i个子区域第j个节点的节点电压向量数据和电流向量数据；根据PMU装置高速采集量测数据的能力，每一次采集新的量测数据时，将上一次采集的量测数据更新至节点电压向量矩阵M*和电流向量矩阵H*，其中，矩阵M*是上一次采集数据中的电压向量建立的与矩阵M相同结构的节点电压向量矩阵，矩阵H*是上一次采集数据中电流向量数据建立的与矩阵H相同结构的电流向量矩阵，如下公式所示：其中，和分别为与Ai和Bi对应的上一次采集到的第i个子区域节点的节点电压向量数据和电流向量数据矩阵；步骤1-3：在步骤1-2的基础上，通过电流向量判定单元，利用PMU装置每隔10ms上传一次采集的量测数据，建立矩阵M和H，将最新采集的量测数据中的电流向量数据与上一次采集的电流向量数据进行比对...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，陈东野，杨珺，张化光，刘鑫蕊，孙秋野，黄博南，杨东升，王智良，汪刚，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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