风电场集电线单相接地故障测距方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种风电场集电线单相接地故障测距方法、系统、介质及设备，测量风电场集电线的三相电压和三相电流；对三相电压和三相电流进行相模变换，得到模电压和模电流；对1模电压或模电流和0模电压或模电流行波进行小波变换，得到低频段的行波信号；求取低频行波信号的模极大值，第一个模极大值分别对应1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻；根据1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻测量得到1模电压或电流低频段的波速度以及0模电压或电流低频段的波速度；计算故障点距离母线处的距离。本发明专利技术仅利用初始行波，具有较强的适应性。应性。

【技术实现步骤摘要】
风电场集电线单相接地故障测距方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于故障测距
，具体涉及一种风电场集电线单相接地故障测距方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]风电场主要建设在自然条件比较恶劣的环境，比如荒漠、戈壁滩、山地等，风机分布广泛，集电线的作用是将风机所发电能进行汇集后接入母线，考虑到集电线长期运行于恶劣环境，发生故障的概率极高，如果故障得不到快速处理，则会影响风电场并网小时数，降低风能的利用效率，为风电场带来巨大经济损失。
[0003]集电线故障测距可以为运行人员提供准确的故障位置，为故障的快速排查和处理提供便利，有效提高故障的处理速度，带来巨大的经济效益。
[0004]目前故障测距算法主要分为行波法和阻抗法，由于风电场集电线上含有多台风机，故障后因为风机的助增作用导致阻抗法无法适用于集电线故障测距，基于单端行波折反射规律的故障测距算法由于行波在集电线上风机接入节点的折反射特征也不再适用，如果采用双端或多端测距方法，则需要风电场配置通信手段，这无疑会增大风电场的投资。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种风电场集电线单相接地故障测距方法、存储介质及设备，通过利用初始行波的故障特征实现测距，仅利用初始行波，不受风机接入节点折反射的影响，也不受中性点接地方法和过渡电阻的影响，具有较强的适应性。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]风电场集电线单相接地故障测距方法，测量风电场集电线的三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
；对三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
进行相模变换，得到模电压和模电流；对1模电压或模电流和0模电压或模电流的行波进行小波变换，得到低频段的行波信号；求取低频行波信号的模极大值，第一个模极大值对应1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0；根据1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0测量得到1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0；最后根据1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0计算故障点距离母线处的距离s，完成故障测距。
[0008]具体的，对三相电压和电流进行相模变换，得到模电压和模电流具体如下：
[0009][0010]其中，p0、p1、p2分别表示0、1、2模电压或电流，p
a
、p
b
、p
c
分别表示a、b、c相电压或电流。
[0011]具体的，低频段的行波信号中，低频段具体为：当选择D8尺度时，低频段的频带为fs/29～fs/28，当选择D9尺度时，低频段的频带为fs/2
10
～fs/29，当选择D10尺度时，低频段的频带为fs/2
11
～fs/2
10
。
[0012]具体的，求取低频行波信号的模极大值具体为：求取所选尺度的重构系数绝对值，并求取最大值，所有绝对值中模值大于最大值10％的为模极大值对应采样点，第一个满足以上要求的就是第一个模极大值点，用于标定行波到达时刻。
[0013]具体的，1模电压或电流的低频段的波速度v1为：
[0014][0015]其中，L表示被测试线路的长度。
[0016]具体的，0模电压或电流的低频段的波速度v0为：
[0017][0018]其中，L表示被测试线路的长度。
[0019]具体的，故障点距离母线处的距离s具体为：
[0020][0021]其中，Δt＝t0‑
t1。
[0022]本专利技术的另一个技术方案是，一种风电场集电线单相接地故障测距系统，包括：
[0023]采集模块，用于测量风电场集电线的三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
；
[0024]相模变换模块，用于对三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
进行相模变换，得到模电压和模电流；
[0025]小波变换模块，用于对1模电压或模电流和0模电压或模电流行波进行小波变换，得到低频段的行波信号；
[0026]计算模块，用于求取低频行波信号的模极大值，第一个模极大值对应1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0；根据1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0测量得到1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0；最后根据1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0计算故障点距离母线处的距离s。
[0027]本专利技术的另一个技术方案是，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，
所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中的任一方法。
[0028]本专利技术的另一个技术方案是，一种计算设备，包括：
[0029]一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
[0030]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0031]本专利技术风电场集电线单相接地故障测距方法，对风电场集电线的三相电压和三相电流进行相模变换，得到模电压和模电流；对1模电压或模电流和0模电压或模电流的行波进行小波变换得到低频段的行波信号；求取低频行波信号的第一个模极大值对应1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0；根据1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0测量得到1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0；最后根据1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0计算故障点距离母线处的距离s，完成故障测距；整个方法不受风机接入节点折反射的影响，也不受中性点接地方法和过渡电阻的影响，具有较强的适应性。
[0032]进一步的，模电压或模电流可以克服三相线路耦合带来的求解难问题，也可以仅利用首行波不同模量之间的差异实现故障定位，本专利技术提供的相模变化方法可以任意模量可以反映各种故障类型。
[0033]进一步的，选取低频段信号可以更加精确的得到故障距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风电场集电线单相接地故障测距方法，其特征在于，测量风电场集电线的三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
；对三相电压u
A
、u
B
、u
C
和三相电流i
A
、i
B
、i
C
进行相模变换，得到模电压和模电流；对1模电压或模电流和0模电压或模电流的行波进行小波变换，得到低频段的行波信号；求取低频行波信号的模极大值，第一个模极大值对应1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0；根据1模电压或模电流和0模电压或模电流初始行波到达保护安装处时刻t1和t0测量得到1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0；最后根据1模电压或电流低频段的波速度v1以及0模电压或电流低频段的波速度v0计算故障点距离母线处的距离s，完成故障测距。2.根据权利要求1所述的风电场集电线单相接地故障测距方法，其特征在于，对三相电压和电流进行相模变换，得到模电压和模电流具体如下：其中，p0、p1、p2分别表示0、1、2模电压或电流，p
a
、p
b
、p
c
分别表示a、b、c相电压或电流。3.根据权利要求1所述的风电场集电线单相接地故障测距方法，其特征在于，低频段的行波信号中，低频段具体为：当选择D8尺度时，低频段的频带为fs/29～fs/28，当选择D9尺度时，低频段的频带为fs/2
10
～fs/29，当选择D10尺度时，低频段的频带为fs/2
11
～fs/2
10
。4.根据权利要求1所述的风电场集电线单相接地故障测距方法，其特征在于，求取低频行波信号的模极大值具体为：求取所选尺度的重构系数绝对值，并求取最大值，所有绝对值中模值大于最大值10％的为模极大值对应采样点，第一个满足以上要求的就是第一个模极大值点，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗瑞凌，刘少龙，杨文忠，李涛，郭玥，郭润生，李卓然，
申请(专利权)人：华电山西能源有限公司新能源分公司，
类型：发明
国别省市：