基于聚类分析的电力系统故障元件定位方法研究

论文摘要

在电力系统元件发生故障后,及时准确地定位故障点位置,并迅速地切除故障并进行抢修,可有效地提高电网运行的安全性和可靠性。将广域量测信息引入其中,通过对整个区域的实时信息进行综合判断,可以达到快速定位故障并切除故障元件、缩小故障影响范围和提高继电保护性能等目的。本文提出了一种基于聚类分析的电力系统故障元件定位算法。即采用聚类分析方法,并结合图论工具,将系统划分为若干保护区域。调整聚类分析中的阀值即可控制保护区域的大小。根据广域电流(功率)差动原理判断保护区内是否存在故障,并逐步缩小保护区范围,从而最终锁定故障元件位置。对于多节点系统,根据电压故障分量原理对系统进行初步定位,极大的提高了故障定位的速度。文章最后,采用PSCAD软件对故障元件定位算法各环节中的影响因素进行了仿真分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 广域测量系统研究现状
• 1.2.2 聚类分析在电力系统中的应用
• 1.2.3 故障元件定位研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 聚类分析
• 2.1 聚类分析方法
• 2.2 距离和相似系数
• 2.2.1 测量尺度
• 2.2.2 距离
• 2.2.3 相似系数
• 2.3 系统聚类分析
• 第三章 故障元件定位方法分析
• 3.1 电压故障分量原理
• 3.2 广域差动原理
• 3.2.1 电流差动原理
• 3.2.1.1 基本原理
• 3.2.1.2 广域电流差动保护
• 3.2.1.3 分布电容对广域电流差动保护的影响
• 3.2.2 功率差动原理
• 3.2.2.1 基本原理
• 3.2.2.2 功率差动保护特点
• 第四章 基于聚类分析的广域系统故障元件定位算法
• 4.1 系统归类
• 4.2 保护区的划分
• 4.3 故障定位算法
• 4.3.1 算法实现及流程
• 4.3.2 多节点系统故障元件定位的改进算法
• 4.4 数据缺失
• 第五章 算法影响因素及仿真验证
• 5.1 广域电流差动与广域功率差动性能分析
• 5.2 电容电流对广域电流差动的影响
• 5.3 线损对广域功率差动的影响
• 5.4 广域差动保护区内存在变压器
• 5.5 电压扰动分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况