[发明专利]一种基于最优波速的区域电网故障定位方法

说明书

本发明涉及电力系统自动化的故障定位方法，具体涉及一种基于最优波速的区域电网故障定位方法。该方法基于遗传算法和信号谱分析，利用电网中与故障线路相关的分支线路折射波进行故障定位，该方法包括：（1）电网网架结构分析并进行数据配对；（2）构建目标函数，生成变量约束条件；（3）分支线路折射波的信号谱分析，确定信号的频率成分及频率修正系数范围；（4）利用遗传算法求解目标函数的最优解，得到最优波速；（5）根据最优波速得到故障点位置，并将结果输出。该方法充分考虑了各分支线路频率、路径的影响，相对于现有区域电网故障定位算法精度明显提高。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化的故障定位方法，具体涉及一种基于最优波速的区域电网故障定位方法。

背景技术

输电线路发生故障后，即使重合成功，也需要巡线人员查找故障点，根据故障造成的损坏程度判断能否继续运行还是须停电检修，以消除隐患。因此，线路故障后快速寻找故障点(输电线路故障测距技术也称为故障定位技术)就成为保证电网安全稳定运行的一项关键技术。

输电线路行波故障测距装置(下文简称为行波测距装置)根据采用电气量的不同，可分为单端行波法、双端行波法和脉冲法。目前，实用化的行波测距装置主要采用双端行波法，其原理如下：双端行波法原理是利用故障产生的第一个行波波头信号，通过计算故障初始行波到达线路两端的时间差来计算故障位置，如图1所示，计算公式如下：

上式中：l₁为故障距离；t₁、t₂分别为初始行波到达线路两端的时间，L”为线路全长，v为行波传播速度，双端行波法计算中仅需要识别信号的初始波头，原理简单可靠，但其需要线路两侧装置数据，要求通讯及GPS的支持，系统构成相对复杂。

目前，输电线路行波故障测距装置在我国电力系统中已经获得了广泛应用，国内辽宁、四川等省份已经建成了行波测距装置组网构成的区域性故障定位系统。如前所述，现有的行波测距装置大多数采用的是双端行波法，涉及采样、GPS授时，通讯多个环节，较多的中间环节降低了系统整体可靠性，若线路一侧装置故障，则系统就无法正常工作，这就影响了系统的整体可靠性。

输电线路故障后暂态行波会通过母线折射到分支线路上，分支线路测距装置由于算法、定值设计上以避免拒动为主，因此多数故障情况下能够启动录波，这就为实现区域电网故障定位创造了条件。区域电网故障定位在工程上具有以下意义：

1)提高系统可靠性，利用多端数据完成测距，避免一侧装置故障导致故障定位失败；

2)降低系统建设成本，可适当减少终端配置数量。

目前，区域电网故障定位研究已经取得了一定的成果，但总体而言，已有的区域电网故障定位方法主要是通过网络结构图生成矩阵选取最短路径，或利用权系数参考多组数据用于故障定位，基本不涉及行波传输过程中的信号衰减及波形畸变，而这是影响故障定位精度的重要因素。在实际工程应用中，现有的区域电网故障定位的精度低于双端行波法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于最优波速的区域电网故障定位方法，该方法利用电网中与故障线路相关的分支线路折射波进行故障定位计算，该方法充分考虑了各分支线路频率、路径的影响，相对于现有区域电网故障定位算法精度明显提高。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于最优波速的区域电网故障定位方法，其改进之处在于，所述方法基于遗传算法和信号谱分析，利用电网中与故障线路相关的分支线路折射波进行故障定位，所述方法包括下述步骤：

(1)电网网架结构分析并进行数据配对；

(2)构建目标函数，生成变量约束条件；