区域电网多点行波单元优化配置与故障定位算法研究

发布时间：2020-08-17 12:03

【摘要】：大电网的建设使得网络拓扑结构进一步扩大,传统故障定位算法不仅受硬件发展水平制约,还存在自身原理性缺陷,已无法满足区域电网定位需求。同时大面积配置行波定位单元会提高电网运行、维护成本,降低定位单元利用率。本文总结行波在区域电网中的传输特性,以实际工程应用为出发点,提出利用改进型相模变换矩阵,选取合适模量作为故障定位算法输入信号。同时,建立一种区域电网行波定位单元优化配置方法。利用配置定位单元记录的行波信息,结合电网拓扑结构,构建基于区域电网多点行波信息的故障定位算法。本文主要工作如下:1)针对传统相模变换矩阵无法使用单一模量反应所有故障类型问题,总结变换矩阵元素特征,建立元素约束方程,提出一种改进型相模变换矩阵。改进矩阵在任意故障类型下1模、2模量均不会为0,此时仅选用一种模量作为故障定位算法输入信号,简化故障定位算法。为提高故障定位精度,在故障类型已知的前提下,提出选取较大模量作为定位算法输入信号。2)针对现有定位单元优化配置方法计算复杂,提出一种基于虚拟故障域的区域电网行波定位单元优化配置方法。分析电力线路可测性,提出基于虚拟故障域的定位单元配置预处理等式约束;分析故障线路行波最短传输路径,提出基于线长覆盖间接可测的约束条件。同时综合考虑已安装定位单元、装置故障或者线路退出运行情况,将定位单元布点优化抽象为含等式约束和不等式的0-1规划模型。最终通过0-1整数规划算法求解,实现行波定位单元优化配置。3)针对区域电网故障定位方法计算量大且解网复杂,提出一种基于节点故障域时差法的区域电网故障定位算法。基于配置定位单元下的最短传输路径,划分节点故障域,提出故障位置隶属于单一节点故障域的预判据;分析复杂环网故障行波传输路径,构建基于以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵,在此基础上提出终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别识别判据;进一步基于矩阵搜索实现故障支路判别。最后针对不同的故障支路类别,融合单/多端行波定位算法实现故障位置的精确计算。利用PSCAD软件搭建了区域电网仿真模型,对所提出的改进相模变换矩阵原理及故障定位算法进行了仿真验证。仿真结果显示,所提出的改进矩阵对故障定位有较好的适应性,故障定位算法定位精度较高。
【学位授予单位】：三峡大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73

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1 本报记者 骆U

本文编号：2795296