[发明专利]一种基于黄金分割搜索的线路双端故障定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于黄金分割搜索的输电线路双端故障定位方法及系统，当输电线路发生短路故障时，采集故障时刻线路双端母线处的正序电压和正序电流，结合线路阻抗导纳参数列写沿线电压推算方程；根据黄金分割比例在发生短路故障的线路上选取两个试探点；根据沿线电压推算方程分别比较两个试探点的双端推算电压，以此判定故障区间。本方法基于集中参数模型的沿线电压分布特性，由于故障点为正序电压分布曲线的极小值点，因此可使用搜索算法进行无限逼近，直到满足定位精度要求，可减轻计算压力同时具备较快的迭代速度，有效提高故障定位计算效率及可靠性。

技术领域

本发明属于配电网故障定位方法技术领域，更具体地，涉及一种基于黄金分割搜索的线路双端故障定位方法及系统。

背景技术

随着我国社会的发展进步，安全可靠的电力供应成为关乎国民生活、工业生产的重要环节。同时，由停电造成的经济损失和负面影响越发明显，对持续供配高质量电能的需求也越发迫切。输电线路作为配电网的基本组成部分，由于分布范围广、长期暴露于自然环境、线路老化、人为破坏等多方面因素，导致线路故障发生率极高。因此，故障发生后准确快速找到故障原因和故障位置，对提高电力系统安全运行水平、保证运行可靠性都十分重要。

输电线路故障测距的主要方法可根据原理分为阻抗法和行波法。阻抗法是结合故障工频量信息，通过故障电压电流中的工频相量及线路参数计算出故障位置。行波法在考虑线路分布参数情况下，对故障时的暂态行波进行分析计算来测量故障位置。由于在实际工程现场所获波形混杂多种噪声，行波波头辨识困难，因此行波法测距可靠性受限。阻抗法可利用线路双端数据进行测距，充分利用故障信息，不易受过渡电阻影响，且近年来随着相量测量装置PMU的开发利用，双端数据同步问题也得以解决，测距精度得到显著提升。但配电网广泛布置的中短长度线路的沿线电压分布受限于线路长度，电压特征并不明显，导致双端测距结果与实际故障位置存在较大偏差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于黄金分割搜索的输电线路双端故障定位方法及系统，旨在解决电压分布定位法精度不足的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供了一种基于黄金分割搜索的输电线路双端故障定位方法，包括：

S1.当输电线路发生短路故障时，采集故障时刻线路双端母线处的正序电压和正序电流，结合线路阻抗导纳参数列写沿线电压推算方程U_Mx和U_Nx；

S2.根据黄金分割比例在发生短路故障的线路上选取两个试探点x⁽¹⁾和x⁽²⁾；

S3.根据沿线电压推算方程分别比较两个试探点的双端推算电压和以此判定故障区间。

进一步地，定义长度为[0，l]的输电线路始端M和末端N，步骤S1具体包括：

当输电线路发生短路故障时，采集故障时刻线路双端母线处的正序电压U_M、U_N和正序电流I_M、I_N，沿线任一点x处的正序电压U_Mx、U_Nx表达式为：

其中，l为输电线路长度，Z为输电线路单位阻抗，Y为输电线路单位导纳。

进一步地，步骤S2具体包括：

根据黄金分割比例在发生短路故障的线路上选取两个试探点，将线路划分为三个区段，试探点x⁽¹⁾、x⁽²⁾坐标定义为：