一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法技术

本发明专利技术涉及配电网故障定位技术领域，公开了一种基于配电网多端行波法测距的故障距离修正方法，在配电网各线路末端安装故障行波采集设备，定义配电网各故障行波采集设备为端节点

【技术实现步骤摘要】
一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法


[0001]本专利技术属于配电网故障定位
，具体涉及一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法
。

技术介绍

[0002]当前，配电网结构日趋复杂，架空一电缆混合，分支众多，配电网的供电可靠性遭遇更多挑战
。
在故障发生后，快速排查故障位置并安排抢修恢复是快速恢复供电和保证供电可靠性的关键
。
[0003]目前常见的配电网故障定位方法包括故障分析法和行波法，但随着大量电力电子设备接入配电网严重影响故障分析法的定位精度
。
而行波法因其原理简单，受过渡电阻
、
故障类型和系统运行方式影响小，在输电网中已取得成熟的应用，现有的配电网行波故障定位方法一般使用单端行波法和多端行波法
。
前者主要的问题就是需要准确检测第一个反射行波波头或者检测零模行波波头，当过渡电阻较大或者故障初相角较小时，加之外部噪声的干扰，很可能检测不到反射波头和零模行波波头；后者在进行配电网测距时，也仅选取双端数据或者三端数据，并没有充分利用好数据，造成了数据资源的浪费
。
因此，在配电网多端行波测距的基础下，充分利用每一个行波采集设备的行波数据，具有很重要的意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法，在保证充分利用行波采集设备的故障行波数据的同时，大大提高故障定位的精度
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：在配电网各分支线路以及首末端安装故障行波采集设备，定义配电网各行波采集设备为端节点；
[0008]步骤二：任意假设一端节点为参考端，故障发生后，利用故障行波采集设备采集到的故障行波数据计算行波到达各故障行波采集设备的时间，从参考端遍历其他端节点进行双端行波测距得到故障距离，结合配电网的拓扑结构初步判定故障点位置；
[0009]步骤三：依次以各端节点为参考端，遍历参考端和其他端节点间的路径，将这些路径作为参考端的参考路径，根据参考路径经过故障点位置的次数从参考端中选择最终的测距基准端；
[0010]步骤四：依次将测距基准端与其他端节点组成多对双端，利用双端行波测距法求得多个待修正故障距离；
[0011]步骤五：根据到达故障行波采集设备的故障行波波头幅值和初始行波波头幅值的比值来设定各待修正故障距离的匹配权重，对各待修正故障距离加权求和得到修正后的故障距离
。
[0012]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0013]进一步地，步骤二中，所述利用故障行波采集设备采集到的故障行波数据计算行波到达各故障行波采集设备的时间具体为：
[0014]从采集到的故障行波数据中提取行波线模分量，对解耦后的行波线模分量进行
db4
的四层小波变换，得到高频细节分量和低频近似分量，分析高频细节分量，以超过启动阈值后第一个模极大值对应时刻作为行波到达故障行波采集设备的时间
。
[0015]进一步地，所述从采集到的故障行波数据中提取行波线模分量采用的方法为凯伦布尔相模变换
。
[0016]进一步地，步骤二中，从参考端遍历其他端节点进行双端行波测距得到故障距离用数学式表达如下：
[0017][0018]式中，
d
为故障距离，
t
ij
＝
t
i
‑
t
j
为故障初始行波到达第
i
台故障行波采集设备与第
j
台故障行波采集设备的时差；
v
为线模行波的波速度；
l
ij
为第
i
台故障行波采集设备与第
j
台故障行波采集设备之间路径长度
。
[0019]进一步地，步骤三中，所述根据参考路径经过故障点位置的次数从参考端中选择最终的测距基准端具体为：
[0020]选取参考路径经过故障点次数最多的端节点为测距基准端，当出现参考路径经过故障点次数同样多时，选取主干线上的端节点为基准端
。
[0021]进一步地，步骤五具体为：
[0022]根据到达故障行波采集设备的故障行波波头幅值和初始行波波头幅值的比值来设定各待修正故障距离的匹配权重，具体为：
[0023]故障行波波头幅值
u
的计算公式如下：
[0024]u
＝2·
γ
·
u
f
[0025]式中，
u
f
为初始行波波头幅值，
γ
为波阻抗不连续点的折射系数；
[0026]故障行波波头幅值
u
和初始行波波头幅值
u
f
的比值作为待修正故障距离的匹配权重
w
nj
：
[0027][0028]对各待修正故障距离加权求和得到修正后的故障距离
[0029][0030]式中，
d
ni
为以基准端
n
和第
j
个端节点为双端利用双端行波测距法求得的故障距离
。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]提出一种基于配电网多端行波法测距的故障距离修正方法，该方法充分利用了多端行波采集设备的数据，避免数据浪费，防止由于个别采集设备失灵或故障导致测距失败，大大提高了测距精度和测距可靠性
。
附图说明
[0033]图1是本申请的实施例的方法流程示意图
。
[0034]图2是本申请基准端选取示意图
。
[0035]图3是本申请实施例在
PSCAD/EMTDC
搭建
10kV
配电网仿真模型图
。
具体实施方式
[0036]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明
。
[0037]本专利技术提出一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法，该方法的流程如图1所示，包括：
[0038]步骤一：在配电网各分支线路以及首末端安装故障行波采集设备，定义配电网各行波采集设备为端节点；定义编号为
①
、
②
、
③
、
④
。
[0039]步骤二：任意假设一端节点为参考端，故障发生后，利用故障行波采集设备采集到的故障行波数据计算行波到达各故障行波采集设备的时间，从参考端遍历其他端节点进行双端行波测距得到故障距离，结合配电网的拓扑结构初步判定故障点位置；
[0040]步骤三：依次以各端节点为参考端，遍历参考端和其他端节点间的路径，将这些路径作为参考端的参考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种配电网多端行波测距的故障距离修正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在配电网各分支线路以及首末端安装故障行波采集设备，定义配电网各行波采集设备为端节点；步骤二：任意假设一端节点为参考端，故障发生后，利用故障行波采集设备采集到的故障行波数据计算行波到达各故障行波采集设备的时间，从参考端遍历其他端节点进行双端行波测距得到故障距离，结合配电网的拓扑结构初步判定故障点位置；步骤三：依次以各端节点为参考端，遍历参考端和其他端节点间的路径，将这些路径作为参考端的参考路径，根据参考路径经过故障点位置的次数从参考端中选择最终的测距基准端；步骤四：依次将测距基准端与其他端节点组成多对双端，利用双端行波测距法求得多个待修正故障距离；步骤五：根据到达故障行波采集设备的故障行波波头幅值和初始行波波头幅值的比值来设定各待修正故障距离的匹配权重，对各待修正故障距离加权求和得到修正后的故障距离
。2.
如权利要求1所述的配电网多端行波测距的故障距离修正方法，其特征在于，步骤二中，所述利用故障行波采集设备采集到的故障行波数据计算行波到达各故障行波采集设备的时间具体为：从采集到的故障行波数据中提取行波线模分量，对解耦后的行波线模分量进行
db4
的四层小波变换，得到高频细节分量和低频近似分量，分析高频细节分量，以超过启动阈值后第一个模极大值对应时刻作为行波到达故障行波采集设备的时间
。3.
如权利要求2所述的配电网多端行波测距的故障距离修正方法，其特征在于，所述从采集到的故障行波数据中提取行波线模分量采用的方法为凯伦布尔相模变换
。4.
如权利要求1所述的配电网多端行波测距的故障距离修正方法，其特征在于，步骤二中，从参考端遍历其他端节点进行双端行波测距得到故障距离用数学式表达如下：式中，
d
为故障距离，
t
ij
＝
t
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜锋，史明明，杜嘉诚，倪俊贤，李斌，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：