基于双端数据的混合输电线路故障测距算法

论文摘要

随着中国土地资源的越来越珍贵,以及美化市容市貌的要求,架空线-高压电缆混合输电线路的应用越来越广泛。混合输电线路故障测距技术能加快对故障线路的检修,减少因停电造成的损失和负面影响。因此,研究混合输电线路故障测距技术具有重大的意义。为了提高架空线-高压电缆混合输电线路故障测距的精度,并解决测距的伪根问题,本文采用了能提高故障测距精度的分布参数模型,提出了一种基于双端不同步数据的混合输电线路故障测距改进算法,并应用于自动重合闸策略。MATLAB仿真表明,该测距算法不受伪根、过渡电阻、故障类型和位置以及不同步相角等因素的影响,能够实现快速准确地故障测距。本文的主要工作和成果如下:1.综述了现有的各种故障测距算法,比较各种算法的优缺点,将研究对象定为基于双端不同步数据的混合输电线路故障测距算法。2.对架空线-高压电缆混合输电线路进行数学建模,通过分析混合输电线路沿线电压伪根产生的原因,提出了一种改进的二分搜索测距算法。并通过误差分析提出了混合输电线路的参数自适应算法,减少外部因素造成的影响。3.分析了电力系统中常用的滤波算法,采用高精度又具实时性的移动数据窗傅里叶滤波改进算法,对双端的工频数据进行预处理。用对称分量法进行相模变换,得到序分量。分析了双端数据不同步采样问题,针对混合输电线路提出了一种不同步角算法。4.通过MATLAB仿真,验证了此混合输电线路故障测距改进算法能有效排除伪根,准确快速地测出故障距离。仿真还验证了移动数据窗傅里叶滤波的性能,能高精度和快速地获得故障数据中的基波分量。另外仿真还验证了伪根的存在。5.研究了将混合输电线路故障测距技术应用于自动重合闸的配合策略,来提高电力系统的安全可靠性。6.最后,对全文进行总结,并对进一步的研究提出一些展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 故障测距的意义
• 1.1.2 故障类型和测距要求
• 1.2 故障测距的发展和现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 故障测距方法综述
• 2.1 故障测距方法分类
• 2.2 行波测距法
• 2.2.1 单端行波测距法
• 2.2.2 双端行波测距法
• 2.2.3 系统行波测距法
• 2.2.4 行波测距法难点
• 2.3 故障分析法
• 2.3.1 单端故障分析法
• 2.3.2 双端故障分析法
• 2.3.3 双端故障分析法难点
• 2.4 混合线路测距的基本方法
• 第3章 混合线路测距改进算法
• 3.1 混合输电线路模型
• 3.1.1 架空线与电缆
• 3.1.2 混合输电线路建模
• 3.2 混合输电线路沿线电压推算
• 3.2.1 沿线电压推算方法
• 3.2.2 伪根产生原因
• 3.3 故障测距改进算法
• 3.3.1 二分搜索法
• 3.3.2 二分搜索改进算法
• 3.4 参数自适应
• 3.4.1 误差分析
• 3.4.2 线路参数自适应
• 第4章 双端数据预处理
• 4.1 信号提取技术
• 4.1.1 常用滤波算法
• 4.1.2 移动数据窗傅氏滤波算法
• 4.2 相模变换
• 4.3 数据不同步采样
• 4.3.1 不同步采样问题
• 4.3.2 混合输电线路不同步角度算法
• 4.4 测距算法总流程
• 第5章 仿真与应用
• 5.1 仿真软件
• 5.2 算法仿真
• 5.2.1 仿真模型和初始参数
• 5.2.2 仿真波形和滤波
• 5.2.3 不同故障条件时的测距结果
• 5.2.4 参数自适应仿真效果
• 5.2.5 伪根问题的仿真
• 5.3 算法的应用
• 5.3.1 自动重合闸装置
• 5.3.2 测距与重合闸配合
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果