基于PMU的双端同步故障测距算法的研究
基于PMU的双端同步故障测距算法的研究

O 引 言
高压 输 电 线路是 电力 系统 的 重要 组成 部 分 . 随
着 电力 系统 规模 的 日益 扩大 ,输 电线 路是 否正 常运 行对 电力系 统的安 全稳定 具有 十分重要 的作 用 。高
法。 当输 电线 路发 生故 障时 , 故障 点会产 生沿输 电 在 线 路传播 的行 波 . 波的传播 速度 接近 于光速 , 行 根据 行波 传输 理论 .通过测 量 由于故 障扰动 而产生 的行 波在 故障线 路上 的传播 时 间 ,实现输 电线 路故 障定 位 , 定位 的准确 性在理 论上不 受线 路类 型 、 障电 其 故 阻及两 侧系统 的影 响 ,但 在实 际 中则受 到许 多工 程 因素 的制约 。故障分 析法是 利用 故障 时记 录下来 的 工频 电压 、 电流 量 的一 种故 障定位 方法 。 系统运行 在
p r mee c o d n o c re t a d v l g h s r b fr a l o c r d a a tr a c r ig t u r n n ot e p a o e oe fu t c u r .Al ,b a e s o y PMU o f u a in s h me T c n g r t c e ,A P i o smu a in r k n i n i w - emi a MU a d sn l MU。 h e u ts o h t h g r h i f ci ea d i lt s ae t e n l e w t t o tr n lP o a i h n i ge P T e r s l h wst a e a o i m se f t n t l t e v
中 图分 类号 : M7 61 T 2. 文 献 标识 码 : A
配电网下基于PMU量测的混合故障测距法

配电网下基于PMU量测的混合故障测距法
刘永军;刘敏
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2016(053)017
【摘要】精确的故障定位是节省巡线人力和物力的关键,对于提高供电可靠性,减小持续停电造成的损失具有重要意义。
针对目前输电网故障测距技术比较成熟,而配电网精确故障测距尚待深入研究的实际情况,提出了配电网故障测距策略,其包括两个步骤:首先基于故障指示器( FI)实现故障区段或故障分支定位,然后利用所提的混合故障测距法,实现带分支辐射型配电网的精确故障测距。
最后通过MATLAB仿真验证了所提故障测距策略的有效性,实验结果表现出了较高的故障测距精度。
【总页数】5页(P39-43)
【作者】刘永军;刘敏
【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵阳550000;贵州大学电气工程学院,贵阳550000
【正文语种】中文
【中图分类】TM933
【相关文献】
1.基于PMU量测的配电网模型等值与就地电压控制 [J], 郭屾;王鹏;林佳颖;张磐;戚艳;宿洪智
2.基于智能电表和PMU混合量测的低压配电网三相状态估计 [J], 陈潇一; 王东; 曹志; 黄伟; 樊平; 王庆丰; 汪适文; 陈娟; 周冬
3.基于D-PMU量测信息的有源配电网故障诊断方法 [J], 张黎元; 黄潇潇; 张杰; 徐勇; 孔祥玉
4.基于μPMU同步量测数据的配电网故障定位方法 [J], 葛维春; 张硕; 张艳军; 李铁; 李江; 高凡; 李国庆; 魏文震
5.基于PMU量测的配电网稀疏估计 [J], 李志豪;陈皓勇
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论高压输电线路故障测距

论高压输电线路故障测距作者:沈远清来源:《科技与企业》2012年第19期【摘要】本文针对目前基于同步相量测量技术的故障测距算法研究状况,对这些方法进行总结比较,并对它们的定位效果作相应的评价。
【关键词】输电线路;故障测距;同步相量;故障定位高压输电线路担负着传送电能的重要任务,其故障直接威胁到电力系统的安全运行。
目前,相量测量装置(PMU)的研制和开发,为双端故障测距提供了新的工具。
基于PMU的WAMS平台的发展使同一时标下精确的双端测量成为可能,从而可以大大提高故障定位的精度。
1.参数在线估算输电线路的参数(特性阻抗、传播常数、线路长度等)一般是作为已知量参与运算的。
这些参数的准确与否直接影响到故障测距的精确性。
通常已知的参数是线路建成初期测定的,这些参数在投运后由于气候、环境及地理等因素的影响会或多或少地发生变化。
因此,如能实时测定或计算出线路当前运行情况下对应的参数,则具有十分重要的价值。
根据WAMS提供的线路两端的同步电压和电流相量与线路参数的关系即可方便地计算输电线路的各种参数。
2.双端同步测距原理双端同步测距算法要求线路两端的数据采样同步进行,得到的电压和电流量具有统一的时间参考基准。
按采用的数据量,双端故障测距算法可分为三种:一是两侧电压电流法;二是本侧电压电流对侧电流法;三是两侧电压法。
2.1两侧电压电流法针对目前基于双端同步电压、电流相量的测距算法,本文总结了几类常见的方法,如故障方程求解法、搜索迭代法、基于时域方法等。
(1)故障方程求解法。
该类方法通过对线路两端采集到电压、电流数据进行滤波变换,将其分解为各次谐波,得到工频分量;再根据分解原理建立线路的正序或负序分布参数模型,按照线路故障特征列写故障测距方程,求解其故障位置。
该测距算法能适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。
由于故障发生后的很短时间内,系统内电压、电流的频谱成分相当复杂,因此对装置的滤波能力要求较高。
基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距新方法

基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距新方法罗毅;田吉华【摘要】针对输电线路故障测距中工频法和行波法在不同情况下的缺点,本文提出了一种基于双端数据和算法融合的输电线路故障测距的新方法。
首先根据故障发生的位置将输电线路划分为5个区间,利用双端数据结合双端不同步工频法进行初步测距,确定故障发生的区段,为行波法识别行波波头提供可靠性保证;然后根据工频法确定的故障区段采用不同的测距策略,利用波头到达时间与波速、线路长度之间的关系建立方程组消除波速不准的影响,同时引入比率变量表示测距结果以降低因线路长度变化造成的影响,进而提高了测距的准确性和可靠性。
仿真实验表明了算法的有效性。
%Considering the disadvantages of frequency method and traveling wave method,this paper presents a new transmission line fault location method based on double-ended data and algorithm-fusion. Firstly,the transmission line is divided into five intervals by the location of the fault,then frequency method can determine the fault zones using unsyn⁃chronized data at the two ends of line,which will guarantee the reliability for identifying the wave front of traveling wave. Secondly,a different location strategy will be applied according to the fault section,which can use the relationship among the arrival time of wave front,wave velocity and line length to establish an equation to eliminate the influence of wave speed. Moreover,the location result is replaced by ratio variable to reduce the influence of length change,which improves the accuracy and reliability. The simulation result indicates the effectiveness of the proposed method.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2016(028)012【总页数】6页(P1-6)【关键词】输电线路;故障测距;双端数据;算法融合;工频法;行波法【作者】罗毅;田吉华【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206;华北电力大学控制与计算机工程学院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TM77输电线路是电力系统中发生故障频率最高的地方。
基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法

基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法高厚磊;陈学伟;刘洪正;李超;冯迎春【摘要】基于输电线路分布参数模型,提出一种基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法.该算法利用故障前两端电压、电流数据实时修正非同步角度和线路参数,再利用故障后数据进行故障测距.与拟牛顿法相比,所提算法无需迭代,计算量小;与电压趋势法相比,所提算法不存在伪根判别的问题;与传统参数检测法相比,所提算法能够实时修正非同步角度.基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该算法测距精度高,受故障条件和线路换位的影响较小.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2014(034)009【总页数】6页(P27-32)【关键词】双端故障测距;故障定位;线路;参数检测;非同步数据;线路换位;模型【作者】高厚磊;陈学伟;刘洪正;李超;冯迎春【作者单位】山东大学电网智能化调度与控制教育部重点实验室,山东济南250061;国网冀北电力有限公司唐山供电公司,河北唐山063000;国网山东省电力公司检修公司,山东济南250021;国网山东省电力公司检修公司,山东济南250021;国网山东省电力公司检修公司,山东济南250021【正文语种】中文【中图分类】TM7730 引言高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全经济运行的重要措施之一。
输电线路的测距方法按所采用的信息量可分为单端法、双端法和多端法等。
单端测距法原理简单、投资少、不受通信条件的限制,但难以克服对端系统阻抗变化和过渡电阻的影响。
双端测距方法不存在原理误差,能有效克服过渡电阻和对端系统阻抗变化对定位精度的影响。
在双端算法中,基于两端同步数据的测距算法较为简单,但实现时需要GPS同步时钟的安装并获取可靠的同步效果,目前除PMU装置外还很难有其他设备满足要求。
超高压输电系统的故障录波装置已经联网,但数据不具备测距所要求的同步条件。
因此,不需要两端数据同步的双端测距算法更具必要性,具有更大的工程实用价值[1-3]。
关于对高压输电线路故障测距的论述

关于对高压输电线路故障测距的论述摘要:高压输电线路担负着传送电能的重要任务,其故障直接威胁到电力系统的安全运行。
本文结合自身多年工作实践及总结,介绍了基于双端同步数据的线路参数在线估算,总结了现有基于双端同步数据的各种故障测距算法,按采用的数据量对各种方法进行了分类比较,最后阐述了目前测距算法在实际电网结构中的实际应用。
关键词:高压输电线路;故障测距;同步相量;故障定位引言输电线路担负着传送电能的重要任务,其故障直接威胁到电力系统的安全运行。
准确的故障定位对于加速排除线路故障和尽快恢复供电具有重要的意义。
随着自动化技术的发展、信息传输技术的不断进步;尤其是近年来,相量测量装置(PMU)的研制和开发,为双端故障测距提供了新的工具。
基于PMU的WAMS平台的发展使同一时标下精确的双端测量成为可能,从而可以大大提高故障定位的精度。
针对目前基于同步相量测量技术的故障测距算法研究状况,本文对这些方法进行总结比较,并对它们的定位效果作相应的评价。
1 WAMS简介根据电力系统的发展需求,近年来人们开始研究相量测量单元PMU和WAMS。
WAMS是以PMU为基层单元采集信息,经过通信系统上传至调度中心,实现对系统的监测,构成一个系统。
PMU利用GPS时钟同步的特点,测量各节点以及线路的各种状态量,通过GPS对时,将各个状态量统一在同一个时间坐标上。
全球定位系统(GPS)使算法中必须的高精度同步时钟有了保证,也使双端同步采样的精确测距方法能得以实现。
PMU微处理器、GPS接收器、信号变送模块及通信模块组成。
三相电压电流暂态量经由PT、CT输入信号变送单元,进行A/D转换、滤波后的高精度信号进入测量单元,由微处理器计算相对于GPS同步参考时间的相量值,加上同步时间构成数据帧传送给通信模块。
相量测量可以采用过零检测法、快速傅里叶变换法和离散傅里叶变换法等。
现已研制并投入使用的PMU一般采用离散傅里叶变换法计算相量。
2 参数在线估算输电线路的参数(特性阻抗、传播常数、线路长度等)一般是作为已知量参与运算的。
基于μPMU 同步量测数据的配电网故障定位方法

0 引言
配电网直接面向电力用户,是电力系统的重要 组成部分,与电力用户的用电质量和电力企业的经 济效益直接挂钩[1-2]。快速准确的故障定位有利于迅 速隔离故障和恢复供电,减少停电时间、降低运行
基金项目:国家电网公司基金项目资助(5222LK17001T)
This work is supported by Science and Technology Project of State Grid Corporation of China (No. 5222LK17001T). Key words: distribution network; µPMU; symmetrical component method; fault component; fault location
Electric Power University, Jilin 132012, China; 3 Linyi Power Supply Company, State Grid Shandong Electric Power Company, Linyi 276000, China; 4. Zibo Power Supply Company, State Grid Shandong Electric Power Company, Zibo 255000, China)
Abstract: In this paper, a fault location method for distribution network based on synchronous measurement data of μPMU is proposed by configuring micro synchronous Phasor Measurement Unit (μPMU) in radial distribution network. Firstly, the initial fault distance is calculated by synchronous phasor of voltage and current of single-ended μPMU. Then, the pseudo-fault points are eliminated according to synchronous phasor of voltage and current of double-ended μPMU, and the specific location of the fault in the main network is determined iteratively. By comparing with the initial fault distance, the fault occurs in the main network or in the branch line is judged. Finally, the pseudo-fault points are eliminated iteratively, and the distance from fault to main network is determined. This method considers the influence of line capacitance on fault location accuracy. Through the analysis of line capacitance to ground, the location error is reduced. The simulation results verify the effectiveness of this method.
基于故障录波数据的线路双端故障测距及虚拟保护研究

基于故障录波数据的线路双端故障测距及虚拟保护研究作者:马成鹏来源:《科学与信息化》2019年第33期摘要在对电力系统的线路故障点进行确定时,通过双端故障测距法可以进一步提升故障录波器的测距精确度。
本文就是对故障录波器的双端故障测距以及虚拟保护进行研究,希望可以对当今电力系统故障的及时查明与消除起到一定的帮助作用。
关键词故障录波器;电力系统;线路故障;双端故障测距;虚拟保护前言在当今的电力系统之中,故障录波器的应用对其顺利运行起到了有效的保障作用。
尤其是双端故障测距法的应用,更是让故障录波器的误差得以有效消除,提升其故障测距的精准度。
这对于电力系统之中故障的及时发现与及时消除都有着关键性的作用。
1 基于故障录波器数据的线路双端故障测距方法在应用故障录波器进行故障测距的过程中,通过双端测距的方法,可以将双端测量过程中所获得的电压值以及电流值作为有效依据,进而计算出电力系统线路故障的距离。
在当今电网的数字化以及智能化发展过程中,过渡电阻对于双端测距精准性的影响已经被消除,所以通过双端测距法来进行电力系统的故障测距,相比较故障录波器单端测距而言,将会获得更加精准的测距结果。
1.1 传输线的参数模型建立在进行线路故障测距的过程中,我们可以将输电线路集中参数的模型看作是这个线路的简化模型,而在实际的线路之中,参数的结构形式为分布式,在电压有着较低的等级,而且线路的传输距离也比较短的情况下,其分布式之中的电导以及电容都可以忽略不计。
所以,我们就可以对这个线路进行简化,使其成为一个只有电感和电阻的一个简化电路模型。
由于集中式的参数线路较为简单,并且不会有大的误差产生,所以在中低压的输电网络之中,这种参数线路已经得到了广泛应用[1]。
但是在电压等级比较高、线路的传输距离比较长的情况下,考虑到线路之中分布的电容影响,就需要进行分布参数模型的建立。
这种模型在有着分布式电容效应的长距离的高压线路故障测距之中比较适用。
1.2 通过数值计算法进行求解在同步时钟之下,通过故障录波器进行双端采样的数据故障定位算法在原理上没有误差存在,所以,我们可以借助于对故障录波器之中的数据分析,并对故障两端的电压值以及电流值进行计算,就可以得出精确的故障定位结果。
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电力系统的安全稳定具有十分重要的作用。高压输电 线路的准确故障测距为电网的安全、 稳定和经济运行 提供了保障, 故障发 生后及 时、 准确 的确定故障点位
故障分析法是利用故障时记录下来的工频电压、 电流 量 的一种故 障定位方 法 。在 系统运 行方式确 定 和线路 参数已知的条件下 , 电线路故障时, 输 测量点的电压、 电流量是故障点距离的函数 , 因此完全可以用故障时
n r c so e r me to a l itnc n t wo c ndt n a e me . a d t e p e ii n r q ie n ffu td sa e i e t o i o s c n b t h u h i
Ke r s: MU;rnmis n l efutds n eme sr e t y wo d P t s si i a l; it c au n a o n a m
mo e fdsr u e a a tr . o ie w t MU c n g r t n s h me a T i lt n f r t o tr n lb t — d l i i t d p r mees C mb n i P o f u ai c e , n A P s o tb h i o mua i — mi a o e o o w e h q ip d w t MU a d o e tr n le u p e i MU a e tk n T e r s l h w t a e a i me c i a alb l y u p e i P n n — mia q ip d w t P r a e . h e u t s o h tt r h t s v i i t h e h s h t i a i
图 1 双端 电源输电线路 的故 障示意图
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( 8 )
由传输线方程 , 电线路 M 输 N上任一点 F 的电 处
压、 电流可 分别 由 M 和 N端 的 电气 量 推 出 , 式 ( ) 如 1
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量把。 。h :
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路单位长度的单相电感、 电容 、 导线电阻、 导线对地泄 漏电导 , 系统角频率为 ∞, : 则 输电线路传播系数 :
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Ab t a t A dsa c au me tag rh frt — r n ld t y c rn u a l g i d r e ae n a crut s r c : i n eme sr n lo tm o t mia aa sn h o o ssmpi s e v d b s d o i i t i wo e n i c
记 录下来 的测量点 电压 和 电流 量 通过 分 析 计算 , 出 得
ห้องสมุดไป่ตู้
置, 并迅速排除故障, 可以提高电网的利用率和安全可
靠性 。但高压输电线路都较长, 且受地理环境影响较 大, 要想快速 、 精确定位 , 并不容易, 这直接影响了故障 线路的供电恢复时间, 也给线路运行维护人员带来了 沉 重 的负担 。多年 以来 , 内外 许 多学 者 都致 力 于输 国 电线路故障测距 的研究 , 已取得了丰硕的成果。 按采用的线路模型、 测距原理、 被测量和测量设备等 的不同, 故障测距有多种不同的分类方法。通常, 按所用 的电 气量的不同, 可分为行波法和故障分析法两大类。 行波法是利用故 障暂态行波 的一种故障定位方 法。当输 电线路发生故障时 , 在故障点会产生沿输电
1 引言
高压输 电线 路是 电力 系统 的重 要 组成 部分 , 随着 电力 系统 规模 的 日益 扩 大 , 电线 路是 否正 常 运行 对 输
线路传播的行波 , 行波的传播速度接近于光速 , 根据行 波传输理 论 , 通过 测量 由于故 障 扰动 而 产 生 的行波 在 故障线路上的传播时间, 实现输电线路故障定位 , 其定 位的准确性在理论上不受线路类型、 故障电阻及两侧
抗 为 : N = . 7 4+ 3 . 9 , 0 . j9 7 4 z 1 1 6 1 j5 3 1 ZN =4 7+ 3 . 8 。输
(0 k , 20 m) 6—1 20 m) 6 — 1 30 m) 7 ~8 2( 0 k , 3( 0k ,
相量 , 据此可以计算 出传播常数 y 和特性阻抗 z 。 。 。 文献 [ ] 5 提 出了基于同步相量测量技术的 4 和[ ]
分别代人给定参数 y 、田和修正参数 、 。 0z 。z, 可得 各 自的测 距结果 。
() 2 线路一端装有 P U M 若该 线路 只有 一 端装 有 P U, 时 通 过 P M 此 MU量 测只能直接得到一端的电压、 电流相量 , 另一端的相量 数据必须通过系统 中其它装有 P MU的节点测得的数 据根据伏安特性和基尔霍夫定律计算得到。
3 4
( 电气开关》(0 0 N . ) 2 1. o2
文章 编号 :0 4— 8 X(0 0 0 0 3 0 10 2 9 2 1 )2— 0 4— 4
基于 P U的双端 同步故障测距算法的研究 M
叶恒
( 东电网公 司珠海供 电局 变电部 , 东 珠海 广 广 29 0 ) 100
摘 要: 基于分布参数的线路模型, 推导 了双端数据 同步采样的测距算法。结合 P U的配置方案 , M 对线路两端均 装有 P U和线x - ̄装有 P U两种情况进行 了A P仿真分析, M 4 M T 仿真结果验证 了算法的有效性 , 在两种情况下
均 能满足故 障测 距的精度 要 求。
性阻 抗 、 传播 参数 、 位长度 电感及 电容等 。 单
把 =0 代入式( ) ( ) 3 、4 可得 :
M p 1一U p h y (M1 N c ( 1) M1 ( l) ,p 一Ip h y ) c Z l Z =一 N ,1h ( l N y 1 s Z ) () 7
法采用分布式参数的线路模型 , 1 图 为双端 电源输 电 线路的故障示意图。
M F N
式中, p p 表示 M端故障前 电压 、 M 、 l l I 电流的正
序分量 ;p Ⅳ Ⅳ1 p表示 N端故障前电压 、 。 电流的正序分
量。
由式 ( )可解得 : 7
y :
o= v( o+j ) G /R ∞ ( 0+j C ) ∞ 0
e
= e ( ) 2。
( n—Z m) 一 瑚 一Z M N 。 e 。 n
咖 一Z。 N ,n
输电线路特性阻抗:
=A+
( 1 1)
/
-
/o jl R +c o o
' 一 +oo C 40j O G ) C
关键 词 : MU; 电线故 障 ; 离测 量 P 输 距 中图分类 号 : M 2 T 7 文献标识码 : B
St y o ud n a Two tr i a y h o o sFa l sa e -e m n lS nc r n u u tDit nc M e s r e tM e h d Ba e n PM U au m n to sdo
线路参数计算方法 , 都是在 已知线路两端同步 电压 和 电流的条件下 , 通过计算求得线路 的各序参数或者特
3 6
< 电气开关> 2 1 . o2 (00 N . )
3 仿真 计算
3 1 线 路两端 均装有 P . MU
16 1 j5 31Z 0 47+ 3.8 。输 电线 路长 度 .74+3 .9 , N= . j9 74
由于双端数据同步 , 则有下式成立 :
Ul: Un F
,
() 5 () 6
= lcy t一 N h ( )一 Inh ( 一 n N ̄y 1 )
(o 1)
式 中,
。 表示 M端故障后 电压、 电流的正序
I =,F n 1
分量 ; n n 表示 N端故障后 电压、 Ⅳ Ⅳ 电流 的正序分
() 4
式( )一( ) 1 4 相量中下标 l 表示各量的正序分量,
下 同。
步相量数据进行测距 , 下面讨论测距算法 : 如图 l 所示 , 在距离 M端 处的F 点发生故障 , 则
由式 ( ) ( ) ( )可得 : 1 、3 、 5
UM c y — Z。帅 s nh x , h
22 故 障测距 算法 . ( )线路两 端均装 有 P 1 MU 若该线 路两端 均装有 P MU, 可直 接 利用 两 端 同 则
Un =U 1h ( 一 Ncy Z )一z ,l y Z一 。N h ( ) s
= s7 1 )+ rcy Z ) h(一 j。 ( 一 h
<电气开 关> 2 1 . o2 (0 0 N . )