基于BFGS算法的TDOA高压复杂电缆线路故障快速定点方法

发布时间：2021-10-02 00:30

　　高压复杂电缆线路故障定位过程比较繁琐,定点方法和精度有待提高。本文提出了基于声波到达时间差（time difference of arrival, TDOA）原理的定点方法,建立了多声波到达时间差的数学模型,推导了故障点二维定点非线性方程组最优解的目标函数,并采用收敛速度快、数值效果好的Broyden-Flether-Goldfarb-Shanno（BFGS）拟Newton算法对目标函数进行了优化求解。利用MATLAB仿真分析和定点实验验证了该方法的有效性,为高压复杂电缆线路故障的快速精确定点提供了一种方法。 

【文章来源】：南方电网技术. 2020,14(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

声波传感器的几何位置

考虑故障定点设备的可操作性,仿真模型中暂取l=2.0 m,时间测量误差从0到20 μs,仿真程序在每个时间误差下生成1 000组测量时间,计算故障点坐标,定点误差为这1 000个定点结果与实际故障点坐标差值的均方根。图2为仿真结果,由图可知时间测量误差在10 μs时,定点误差在1.0 m左右。在测试系统中10 μs的时间测量误差是能够实现的,因而定点误差也能保证在1.0 m左右的范围内。根据图2仿真结果选取时间测量误差为10 μs,对定点误差与副传感器分布半径的关系进行仿真分析。

副传感器分布半径l从0.1 m逐步增加到10.0 m,仿真程序在每个半径下生成1 000组测量时间,计算故障点坐标,定点误差为这1 000个定点结果与实际故障点坐标差值的均方根。图3为仿真结果。由图3可知,定点误差随l的增加而减小,l超过2.0 m后,误差减小较慢,实际应用时取l=2.0 m比较合适。

【参考文献】：
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博士论文
[1]基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D]. 汪梅.西安科技大学 2006

硕士论文
[1]多径条件下基于TDOA的水下目标定位问题研究[D]. 包仁智.华南理工大学 2018
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本文编号：3417644