基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法研究

发布时间：2017-10-24 20:13

  本文关键词：基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法研究

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【摘要】：高压直流输电(HVDC)线路逐渐担负起远距离输电的重任,输电线路一般较长,发生故障后人工巡线和故障排查显得费时费力,无法确保可靠供电。因此,对线路故障位置快速准确定位,具有十分重要的意义。行波测距方法因不受系统运行方式、过渡电阻等因素的影响,使其受到了广泛的关注和应用,本课题应用快速独立分量分析法对高压直流输电线路行波进行分析,进行测距新方法的研究。针对高压直流输电系统的结构,分析了故障暂态行波的产生机理及传输特性,故障行波信号具有非高斯性和突变性,是由多个相互独立的信号混合叠加而成。依据高压直流输电线路故障行波特性,分析了基于负熵的独立分量法(FastICA算法)和基于峭度的动态FastICA算法对暂态故障信号的分离特点,基于峭度的动态FastICA算法能够准确、可靠地分离暂态电流信号,可用于高压直流输电线路故障的行波分离。采用单通道的故障测距方法可以解决因多源信号输入带来的测距误差,提高测距精度,在此基础上构建了基于单通道动态FastICA的测距算法,从一路故障电流信号中成功地分离出电流行波特征信号,准确检测出初始行波波头与来自故障线路方向的第二个行波波头到达测量点的时刻,进而判断这两个波头的极性关系,依据单端行波测距原理,完成故障测距。利用PSCAD和Matlab/simulink软件搭建了高压直流输电线路仿真模型,对不同故障位置、不同过渡电阻进行了测距仿真。仿真结果表明,基于单通道动态FastICA算法的高压直流输电线路故障测距方法准确、可靠。
【关键词】：高压直流输电 行波 故障测距 单通道 动态独立分量分析法
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 选题背景以及研究意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 常规的故障测距方法9
• 1.2.2 行波故障测距9-10
• 1.3 现有行波测距方法存在的问题10-11
• 1.4 本论文要完成的工作11-12
• 2 高压直流输电线路故障行波过程及特性分析12-19
• 2.1 输电线路故障的行波过程分析12-16
• 2.2 行波的传播特性研究16-18
• 2.2.1 输电线路行波的波速度与波阻抗特点16-17
• 2.2.2 输电线路行波的反射与透射特征17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 3 高压直流输电线路行波分离研究19-32
• 3.1 引言19
• 3.2 独立分量分析法19-28
• 3.2.1 基于负熵的FastICA算法原理分析20-22
• 3.2.2 基于峭度的动态FastICA算法原理分析22-25
• 3.2.3 两种ICA算法分离效果比较25-28
• 3.3 单通道构建28-29
• 3.4 单通道动态ICA与多通道动态ICA测距仿真分析29-30
• 3.5 本章小结30-32
• 4 基于单通道动态FastICA的高压直流输电线路测距方法建立32-42
• 4.1 高压直流输电线路故障测距方案32-36
• 4.1.1 单端法行波测距原理32-35
• 4.1.2 故障电流行波提取35-36
• 4.2 基于单通道动态FastICA的行波测距算法36-41
• 4.2.1 单通道动态ICA法测距原理36-38
• 4.2.2 单通道动态FastICA法测距流程38-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 基于单通道动态FastICA的测距仿真验证42-64
• 5.1 高压直流输电系统仿真模型的建立42-44
• 5.2 不同故障位置的测距仿真44-55
• 5.2.1 故障点在线路中点以内的测距仿真45-50
• 5.2.2 故障点在线路中点以外的测距仿真50-55
• 5.3 不同故障过渡电阻下的测距仿真55-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 结论64-65
• 6.1 结论64
• 6.2 工作展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

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本文编号：1090338