基于协同学的小电流接地系统故障测距的研究

论文摘要

小电流接地系统广泛应用于我国中低压配电网,由于其结构复杂,及此运行方式下的单相接地故障的特殊性,馈线故障点定位一直是故障测距研究中的难题。几乎没有馈线故障测距装置,还广泛采用逐段查找的方式确定故障点。随着配电自动化水平的提高和用户对供电可靠性要求的提高,一方面使实现精确测距成为了可能,另一方面迫切需要探求新的理论方法,实现高精度测距,以提高供电的可靠性。协同学是一门新兴的科学,它是一门研究远离平衡态的系统如何通过各子系统之间的自我组织产生时间、空间或功能结构的科学。协同学描述了系统在临界点附近的行为,提出了役使原理和序参量原理。它认为系统的演化受序参量的控制,演化的最终结构和有序程度取决于序参量。协同学主要的研究对象是处于相变状态的非平衡系统,而临界的电力系统正好符合这样的条件。本文提出了一种基于协同学的小电流接地系统单相接地故障测距方法。应用协同学的役使原理对故障情况做了分析,应用绝热近似等效将描述故障的方程组简化,得出了临界状态下的序参量。将测距过程视为序参量动力学系统的运行,通过研究实验样本在该系统中的演化判断其结构和最终状态,从而实现故障测距。大量ATP仿真结果表明此方法是可行的,且具有较好的抗干扰性能。并对协同学在电力系统中的应用有一定启发作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题现状及研究意义
• 1.2 小电流接地系统故障测距原理分析
• 1.2.1 阻抗法
• 1.2.2 行波法
• 1.2.3 注入法
• 1.2.4 其它测距方法
• 1.3 小电流接地系统故障测距的主要问题及困难
• 1.4 基于协同学的小电流接地系统故障测距方法的提出
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 小电流接地系统故障测距基础
• 2.1 中性点接地方式概述
• 2.2 中性点不接地系统中单相接地故障的特点
• 2.3 中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障的特点
• 2.4 故障线路和故障相的判别
• 2.4.1 故障线路的判别
• 2.4.2 故障相的判别
• 2.5 基于ATP的小电流接地系统故障仿真分析
• 2.5.1 中性点不接地系统仿真分析
• 2.5.2 中性点经消弧线圈接地系统仿真分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 协同学原理
• 3.1 协同学概述
• 3.2 协同学的基本原理
• 3.2.1 役使原理
• 3.2.2 序参量原理
• 3.3 协同学数学理论基础
• 3.4 协同模式识别
• 3.5 本章小结
• 第四章 故障测距的实现
• 4.1 小电流接地系统单相接地故障序参量的推导
• 4.1.1 简单网络序参量推导
• 4.1.2 分布参数模型复杂系统序参量的推导
• 4.1.3 序参量的推导意义
• 4.2 测距的协同动力学系统
• 4.2.1 测距的动力学方程的构造
• 4.2.2 协同学习算法
• 4.3 应用序参量的故障测距实现
• 4.4 K-均值聚类算法
• 4.5 基于协同学测距实施步骤
• 4.6 本章小结
• 第五章 算例验证
• 5.1 仿真模型
• 5.2 算例验证
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢