[发明专利]一种输电系统故障识别方法、装置和设备

说明书

一种输电系统故障识别方法、装置和设备，当故障发生时，通过继电保护装置或同步相量单元用于别获得k时刻线路左端母线处三相电压相量、三相电流相量和右端母线处三相电压相量三相电流相量，然后再获取输电系统线路等值模型的故障距离的初始状态变量集合；基于所述初始状态变量集合，从故障时刻点开始前向计算k时刻的输电系统的增益矩阵和状态变量修正值集合；基于所述增益矩阵和状态变量修正值集合，从k_max时刻点开始后向计算k时刻的状态变量平滑值集合；计算故障时刻所述状态变量平滑值集合的平均值作为故障距离；根据所述故障距离计算故障点两侧的三相电流，根据三相电流关系判断故障类型，实现了输电系统故障类型的精准检测。

技术领域

本发明涉及电力系统故障分析和诊断领域，具体涉及一种基于集合卡尔曼平滑器的输电系统故障识别方法、装置和设备。

背景技术

输电线路故障定位是在线路发生故障时通过一定方法确定故障位置，故障诊断则是通过采集的数据判断故障的类型。通过故障位置和类型的判断可缩短检修人员人工巡线确定和清除故障的时间，从而有效提高电力系统检修效率，降低故障停电损失。

通过建立故障后输电线路的状态方程和测量方程，结合状态估计算法可获得故障距离的最优估计，是近年来故障定位方法的研究热点之一。部分文献采用了泰勒-卡尔曼-傅里叶滤波器的估计方法、基于多区π型等值模型的最小二估计方法、基于自适应扩展卡尔曼滤波器的行头估计方法、通过两步估计的集合卡尔曼滤波器方法等。这些方法均较为依赖数据样本的大小，仅利用卡尔曼滤波器来对故障距离进行前向计算。考虑到故障到保护动作仅有数十毫秒的时间窗口，数据样本有限，现有方法的效果可能受到限制，难以精准的对输电系统的故障类型进行识别。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种输电系统故障识别方法、装置和设备，以实现输电系统故障类型的精准识别。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种输电系统故障识别方法，包括：

当故障发生时，通过继电保护装置或同步相量单元用于别获得k时刻线路左端母线处三相电压相量、三相电流相量和右端母线处三相电压相量三相电流相量，k＝1,2,…,k_max，所述k为输电系统中的继电保护装置或同步相量单元采集的数据序列中第k个时刻点，故障发生时的时刻为k＝1的时刻，所述k_max时刻点为通过继电保护装置或同步相量单元采集的数据序列的最大时刻，所述继电保护装置或同步相量单元为输电系统线路左端和右端母线处安装的继电保护装置或同步相量单元；

获取输电系统线路等值模型的故障距离的初始状态变量集合X₀；

基于所述初始状态变量集合X₀，从故障时刻点开始前向计算k时刻的输电系统的增益矩阵K_k和状态变量修正值集合X_k；

基于所述增益矩阵K_k和状态变量修正值集合，从k_max时刻点开始后向计算k时刻的状态变量平滑值集合

计算故障时刻所述状态变量平滑值集合的平均值作为故障距离

根据所述故障距离计算故障点两侧的三相电流，根据三相电流关系判断故障类型。

可选的，上述输电系统故障识别方法中，获取输电系统线路等值模型的故障距离的初始状态变量集合X₀，包括：

基于公式计算得到故障距离的初始值其中，所述D_t为输电系统线路总长度；

获取基于先验知识确定的状态变量的方差P₀；