[发明专利]一种基于ARIMA波头预测的输电线路故障行波测距方法

说明书

本发明公开了一种基于ARIMA波头预测的输电线路故障行波测距方法。该方法在首端和末端各布置一个电压测量点。首先，大致确定线路电压首波头，选取首波头前一段波形来提供初始数据；其次，利用ARIMA来预测波形；最后，求取预测波形和实际波形的差异来确定精确波头位置，并且使用双端法确定故障位置。本发明不受故障位置、故障电阻、故障初相角影响，具有较高的精度、可靠性。

技术领域

本发明涉及输电线路故障测量领域，尤其是一种基于ARIMA波头预测的输电线路故障行波测距方法。

背景技术

随着近几年经济的快速发展，用电负荷的规模和数量在不断增加，输电线路的快速准确故障定位对于减少经济损失和提高系统可靠性具有重要意义。但是传统行波法中，波头识别困难，误差大，无法找到精确的故障发生点。不仅仅增加电网检修人员巡线时间，也对地区的用电安全带来隐患。

目前，输电线路故障定位方法可分为阻抗法和行波法。阻抗法利用故障距离与计算阻抗的关系进行故障定位，方法虽然简单，但是易受故障电阻、电弧等因素的影响。行波法一般是通过检测初始暂态行波首波头到达输电线路两端测量点的时刻，利用这些时刻与故障距离之间的内在逻辑关系进行故障定位，其定位精度高、不受电弧等因素影响，应用越来越广。但是在现有的行波法中，由于电力系统本身存在噪音，导致在输电线路发生故障时，波头难以识别。现有技术中，研究人员提出了多种波头识别方法，例如小波变换，希尔伯特-黄变换等，这些方法具有的缺陷是：小波变换要选择合适的母小波以及设置可行的分解层数，不合适的母小波和分解层数会增加波头识别误差；希尔伯特-黄变换需要复杂的递回，运算时间长。

发明内容

发明目的：为了解决目前输电线路故障测距中波头识别困难的问题，本发明提出一种基于ARIMA波头预测的输电线路故障行波测距方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于ARIMA波头预测的输电线路故障行波测距方法，包括依次执行的步骤(1)至(7)：

(1)在输电线路的首端和末端分别设置一个测量点，记首端、末端的测量点分别为P_s、P_r；假设故障发生在F点，分别在测量点P_s、P_r处利用行波测量装置提取电压信号，然后对提取的电压信号进行相模变换，得到相应的线模电压信号向量：

U_s＝[u_s，1，u_s，2，...，u_s，k-1，u_s，k，u_s，k+1，...，u_s，l]

U_r＝[u_r，1，u_r，2，...，u_r，j-1，u_r，j，u_r，j+1，...，u_r，l]

其中，U_s为测量点P_s处提取的电压信号，U_r为测量点P_r处提取的电压信号，l为线模电压信号总长度；