專利名稱：：基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法。
背景技術(shù)：
：自1993年全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)全面民用化以來，其高精度時(shí)鐘功能使故障行波定位技術(shù)取得了很大進(jìn)展，并逐漸進(jìn)入實(shí)用化階段。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者研究了很多行波定位算法，也研制了行波定位裝置，但一般基于單條輸電線路進(jìn)行單端或雙端定位，當(dāng)定位裝置失靈或出現(xiàn)故障時(shí)，可靠性得不到保證，而且單臺(tái)定位裝置記錄時(shí)間的誤差也會(huì)使定位的準(zhǔn)確度降低，基于單條線路的故障定位己經(jīng)無法滿足電網(wǎng)運(yùn)行的要求。隨著電力系統(tǒng)通信技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建故障行波定位網(wǎng)絡(luò)，研究基于整個(gè)電網(wǎng)的行波定位算法便成為行波定位面臨的一個(gè)重要課題。如果全網(wǎng)所有變電站都安裝行波波頭檢測裝置，用整個(gè)電網(wǎng)的初始行波到達(dá)時(shí)間來進(jìn)行故障定位，則整個(gè)定位網(wǎng)絡(luò)的冗余度最大，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性能最高，但由于目前行波波頭檢測裝置價(jià)格昂貴，且現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大，這樣做會(huì)增加系統(tǒng)的一次性投資，所有變電站都安裝行波定位裝置不僅不經(jīng)濟(jì)而且也沒必要。因此，深入研究基于行波吋差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法，不僅是必要的，而且具備實(shí)現(xiàn)的可能性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法。它包括以下步驟第一步、在整個(gè)輸電網(wǎng)中的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置，安裝原則為(1)鄰接變電站數(shù)為l的變電站必須安裝行波波頭檢測裝置；(2)鄰接變電站數(shù)為2的變電站無需安裝行波波頭檢測裝置；(3)若某變電站與鄰接變電站數(shù)為l的變電站相鄰，且該變電站的鄰接變電站數(shù)大于2，則該變電站必須安裝行波波頭檢測裝置；(4)鄰接變電站數(shù)大于3的變電站可安裝行波波頭檢測裝置；(5)若某變電站除鄰接變電站數(shù)為2的變電站外其余變電站均安裝了行波波頭檢測裝置，則該變電站無需安裝行波波頭檢測裝置，否則可安裝行波波頭檢測裝置；(6)長線路兩端變電站可安裝行波波頭檢測裝置。第二步、行波波頭檢測裝置獲取行波突變信號(hào)，記錄初始行波到達(dá)各變電站的準(zhǔn)確時(shí)間和斷路器狀態(tài)，并將初始行波到達(dá)時(shí)間和斷路器狀態(tài)傳送給定位計(jì)算機(jī)。第三步、定位計(jì)算機(jī)確定故障線路，并對(duì)所有初始行波到達(dá)時(shí)間進(jìn)行有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別(1)確定故障線路與初始行波到達(dá)時(shí)間最早到達(dá)的變電站相連且斷路器跳閘的線路為故障線路；(2)有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別依次計(jì)算變電站(C)的初始行波到達(dá)時(shí)間^與任一相鄰變電站(Z))的初始行波到達(dá)時(shí)間^之差^:如果與變電站(C)相鄰的所有&變電站中，滿足的變電站個(gè)數(shù)2,,則變電站(C)的初始行波到達(dá)時(shí)間/￡是有效初始行波到達(dá)時(shí)間，式中。為變電站(C)與變電站(D)之間的輸電線路長度，v為行波在輸電線路上的傳輸速度，r為設(shè)定的時(shí)間誤差裕量，取值范圍為0~2/^;若滿足上式的變電站個(gè)數(shù)小于l，但^是有效初始行波到達(dá)時(shí)間時(shí)，若公式,一k<7成立，貝lj/。也是有效初始行波到達(dá)時(shí)間；否則^是無效初始行波到達(dá)時(shí)間。第四步、定位計(jì)算機(jī)以故障線路一端為參考端，將本側(cè)所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間和對(duì)側(cè)所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間排成兩個(gè)數(shù)組，分別從兩數(shù)組中任取一初始行波到達(dá)時(shí)間^和^，按雙端行波故障定位算法計(jì)算故障點(diǎn)到變電站(/)的故障距離《."')—/2式中，A,為變電站(/)經(jīng)過故障線路到達(dá)變電站(力的最短輸電線路長度。設(shè)變電站(/)到故障線路一端變電站(C)的最短輸電線路長度為；，將《折算為故障點(diǎn)到變電站(C)的故障距離《一第五步、定位計(jì)算機(jī)為故障距離《設(shè)置權(quán)重i,，設(shè)有效初始行波到達(dá)時(shí)間A和々所在變電站(/)、(/)之間經(jīng)過故障線路的最短路徑中變電站的個(gè)數(shù)為"(包括變電站(/)、(/))，則故障距離《的權(quán)重i,.為l;對(duì)所有故w—l障距離《按相應(yīng)權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算故障點(diǎn)到故障線路一端變電站(c)的故障距離《<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>》)It本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明不必在所有變電站全部安裝行波波頭檢測裝置，而且通過利用整個(gè)輸電網(wǎng)中所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間來進(jìn)行故障定位計(jì)算，可以消除部分行波波頭檢測裝置故障、啟動(dòng)失靈或時(shí)間記錄錯(cuò)誤對(duì)定位結(jié)果的影響，并可節(jié)約成本，提高故障行波定位的準(zhǔn)確度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1仿真電網(wǎng)模型。具體實(shí)施方式本發(fā)明從整個(gè)輸電網(wǎng)的角度提出了一種基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法。首先根據(jù)安裝原則在輸電網(wǎng)中的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置。參見圖1，圖1為實(shí)施本發(fā)明的仿真電網(wǎng)模型，整個(gè)輸電網(wǎng)中共有11個(gè)變電站，根據(jù)本發(fā)明的安裝原則，該電網(wǎng)中行波波頭檢測裝置的安裝分析如下(1)變電站")、(/0是終端變，其鄰接變電站數(shù)均為1，根據(jù)安裝原則1可知變電站")、(/0必須安裝行波波頭檢測裝置；(2)變電站(歷、("與鄰接變電站數(shù)為1的變電站相鄰，且兩變電站的鄰接變電站數(shù)大于2，根據(jù)安裝原則(3)可知變電站(S)、(f)必須安裝行波波頭檢測裝置；(3)變電站(O、(^)、(60的鄰接變電站數(shù)為2，根據(jù)安裝原則(2)可知變電站(O、(^)、(G)無需安裝行波波頭檢測裝置；(4)與變電站(/)相鄰的變電站數(shù)為4，根據(jù)安裝原則(4)可知該變電站可安裝故障行波波頭檢測裝置；(5)根據(jù)安裝原則(5)可知變電站(")、(y)、(幼可不安裝行波波頭檢測裝置。由以上安裝分析過程得出安裝方案為變電站")、(S)、(A(/0、(/)需安裝行波波頭檢測裝置。其次在線路故障后進(jìn)行故障行波網(wǎng)絡(luò)定位，當(dāng)(CD)線距(C)站5細(xì)處故障后，會(huì)產(chǎn)生在整個(gè)輸電網(wǎng)中傳播的行波信號(hào)，這時(shí)輸電網(wǎng)中各行波波頭檢測裝置均可檢測到行波信號(hào)并記錄初始行波到達(dá)時(shí)間，見表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>行波波頭檢測裝置將初始行波到達(dá)時(shí)間和斷路器狀態(tài)信號(hào)發(fā)送到定位計(jì)算機(jī)，由定位計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別，并根據(jù)所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間來進(jìn)行故障定位。具體過程如下-(1)定位計(jì)算機(jī)判斷故障線路故障線路可根據(jù)各變電站的初始行波到達(dá)時(shí)間和各線路兩端的斷路器狀態(tài)信號(hào)來進(jìn)行辨別。線路(CD)故障后，(CZ))線兩端的斷路器跳閘，其余線路的斷路器不動(dòng)作，根據(jù)行波波頭檢測裝置檢測的斷路器狀態(tài)信號(hào)可判斷出故障線路。(2)有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別按本發(fā)明有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別方法可知，表l中所有初始行波到達(dá)時(shí)間都是有效的。(3)計(jì)算故障距離《以故障線路((X0的(C)端為參考端，對(duì)本側(cè)有效初始行波到達(dá)時(shí)間和對(duì)側(cè)有效初始行波到達(dá)時(shí)間排成兩個(gè)數(shù)組X[C]、G、G、/,和/￡、fF，分別取兩個(gè)數(shù)組中的初始行波到達(dá)時(shí)間按雙端行波定位算法計(jì)算故障距離《，并將故障距離《折算為故障點(diǎn)到故障線路端變電站(C)的距離《，結(jié)果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(4)為所有故障距離《設(shè)置權(quán)重《根據(jù)本發(fā)明方法中設(shè)置權(quán)重的方法可計(jì)算出各故障距離的權(quán)重如表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(5)根據(jù)表2中的《和表3中各故障距離《.的權(quán)重，可計(jì)算出故障點(diǎn)到變電站(C)的故障距離《為》)義=f「-=5.017Atw凡利用本發(fā)明方法計(jì)算出故障點(diǎn)到變電站(C)的故障距離為5.017^,誤差為17w，定位準(zhǔn)確度較高。由上面分析過程可知基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法在使用較少的行波波頭檢測裝置的情況下能對(duì)輸電網(wǎng)中所有輸電線路進(jìn)行可靠、準(zhǔn)確的故障定位。權(quán)利要求1、一種基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法，包括如下步驟第一步、在整個(gè)輸電網(wǎng)中的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置；第二步、行波波頭檢測裝置獲取行波突變信號(hào)，記錄初始行波到達(dá)各變電站的準(zhǔn)確時(shí)間和斷路器狀態(tài)，并將初始行波到達(dá)時(shí)間和斷路器狀態(tài)傳送給定位計(jì)算機(jī)；第三步、定位計(jì)算機(jī)確定故障線路，并對(duì)所有初始行波到達(dá)時(shí)間進(jìn)行有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別；第四步、定位計(jì)算機(jī)以故障線路一端為參考端，將本側(cè)所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間和對(duì)側(cè)所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間排成兩個(gè)數(shù)組，分別從兩數(shù)組中任取一初始行波到達(dá)時(shí)間ti和tj，按經(jīng)過故障線路的最短路徑計(jì)算故障點(diǎn)到故障線路一端變電站(C)的故障距離dij*；第五步、定位計(jì)算機(jī)對(duì)故障距離dij*設(shè)置權(quán)重Ri，并對(duì)所有故障距離dij*按相應(yīng)權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算故障距離dc2、根據(jù)權(quán)利要求l所述基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法，第一步中僅在輸電網(wǎng)的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置來對(duì)輸電網(wǎng)中所有輸電線路進(jìn)行可靠、準(zhǔn)確的故障定位。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法，第五步中對(duì)故障距離《設(shè)置權(quán)重i,的方法為設(shè)有效初始行波到達(dá)時(shí)間^和6所在變電站(/)、(/)之間經(jīng)過故障線路的最短路徑中變電站的個(gè)數(shù)為W(包括變電站(/)、(/))，則故障距離c/,:的權(quán)重^為1W—全文摘要本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種基于行波時(shí)差的故障行波網(wǎng)絡(luò)定位方法，本發(fā)明的方法是在輸電網(wǎng)的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置獲取行波突變信號(hào)，記錄初始行波到達(dá)各變電站的準(zhǔn)確時(shí)間和斷路器狀態(tài)，并將初始行波到達(dá)時(shí)間和斷路器狀態(tài)傳送給定位計(jì)算機(jī)；定位計(jì)算機(jī)確定故障線路，并對(duì)所有初始行波到達(dá)時(shí)間進(jìn)行有效初始行波到達(dá)時(shí)間的判別，然后利用所有有效初始行波到達(dá)時(shí)間進(jìn)行故障定位。本發(fā)明方法通過在整個(gè)輸電網(wǎng)的部分變電站安裝行波波頭檢測裝置來對(duì)所有線路進(jìn)行可靠和準(zhǔn)確定位，提高了故障行波定位的準(zhǔn)確度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。文檔編號(hào)G01R31/28GK101271141SQ20081003082公開日2008年9月24日申請(qǐng)日期2008年3月17日優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日發(fā)明者姚建剛,曾祥君,李澤文,楚湘輝,王媛媛,楠陳,馬洪江申請(qǐng)人:長沙理工大學(xué)