本文關(guān)鍵詞：基于局部特征尺度分解的輸電線路故障行波定位方法研究

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【摘要】：近年來,隨著堅強智能電網(wǎng)的建設(shè),電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,特高壓、長距離、大容量的輸電線路在電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用,輸電線路故障定位也成為了國內(nèi)外研究的熱點。但故障暫態(tài)行波信號變化快,故障信號信息提取較為困難。因此,論文利用局部特征尺度分解法對采集到的故障信號進行分解,結(jié)合Teager能量算子提出了一種故障行波定位方法,大量故障仿真分析證明了該方法在電力系統(tǒng)故障定位中的有效性。論文首先闡述了輸電線路中的故障行波傳輸特性,研究了單條導(dǎo)線的行波傳輸特點;提出一種新的信號時頻分析方法—局部特征尺度分解方法,分析了其基本理論并進行相關(guān)的仿真驗證;提出了基于LCD-TEO的輸電線路故障行波定位方法。首先,利用LCD將故障電流行波信號分解成若干個內(nèi)稟尺度分量(ISC)和一個殘量之和,其次利用Teager能量算子獲得ISC1分量的瞬時能量譜,提取譜圖中第一個能量突變點作為故障初始行波到達時刻;從理論上來說,LCD分解不存在小波法中變換參數(shù)的選取難題,與HHT變換比較不會出現(xiàn)難以解釋的負(fù)頻率現(xiàn)象。論文利用EMTP-ATP軟件針對某500kV電網(wǎng)中一條輸電線路進行了仿真分析,采用MATLAB軟件進行數(shù)據(jù)分析和處理,得到基于LCD-TEO故障定位方法的定位結(jié)果。同時將所提方法與小波法、HHT法進行比較,仿真結(jié)果表明:采用基于LCD-TEO的故障定位方法提取的電網(wǎng)故障行波波頭到達時刻精度最高,故障定位精度最高,定位誤差小于200米;最后,論文分別就單相接地故障、兩相短路故障、兩相短路接地故障和三相短路故障進行了大量的仿真,在仿真過程中設(shè)置了固定初相角情況下不同故障距離的故障情況,得到的仿真結(jié)果充分地驗證了論文所提方法的有效性。論文所提基于LCD的信號分解方法能夠精確的提取故障行波的高頻分量,結(jié)合Teager能量算子可以實現(xiàn)故障初始行波波頭的的高精度提取,進而根據(jù)雙端故障行波定位公式實現(xiàn)輸電線路的精確定位,大大地縮短了故障恢復(fù)時間,有效提高電網(wǎng)的供電可靠性。
【關(guān)鍵詞】：輸電線路 故障行波定位 局部特征尺度分解 內(nèi)稟尺度分量 Teager能量譜
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 輸電線路故障定位國內(nèi)外研究概況及存在的問題11-17
• 1.2.1 基于穩(wěn)態(tài)電氣分量的故障定位方法12-14
• 1.2.2 基于暫態(tài)行波分量的故障定位方法14-17
• 1.2.3 線路故障行波定位方法中存在的問題17
• 1.3 非平穩(wěn)信號時頻分析方法研究概述17-19
• 1.3.1 STET變換18
• 1.3.2 小波變換18-19
• 1.3.3 HHT變換19
• 1.4 基于局部特征尺度分解的時頻分析方法19-20
• 1.5 本文所做的主要工作20-22
• 第二章 輸電線路故障行波傳輸特性分析22-28
• 2.1 故障行波的產(chǎn)生22-23
• 2.2 故障行波的傳輸23-24
• 2.3 故障行波的色散特性24-25
• 2.4 單導(dǎo)線線路的行波傳輸過程25-27
• 2.5 小結(jié)27-28
• 第三章 局部特征尺度分解理論及其在故障行波信號分解中的應(yīng)用28-42
• 3.1 LCD的基本理論28-35
• 3.1.1 瞬時頻率和單分量信號28-30
• 3.1.2 內(nèi)稟尺度分量(ISC)30-32
• 3.1.3 基于LCD分解的信號分析方法32-35
• 3.2 幾種信號分解方法的對比35-38
• 3.2.1 理論對比35-36
• 3.2.2 仿真對比36-38
• 3.3 LCD在故障行波信號分解中的應(yīng)用38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于LCD-TEO的輸電線路故障行波定位方法42-49
• 4.1 TEO轉(zhuǎn)換的定義和算法42-43
• 4.2 基于LCD-TEO變換的故障行波定位方法43-48
• 4.2.1 故障行波首波頭到達時間的精確辨識44-45
• 4.2.2 不受線路參數(shù)影響的波速在線測量45-46
• 4.2.3 故障定位實現(xiàn)流程46-48
• 4.3 小結(jié)48-49
• 第五章 輸電線路各種故障類型仿真分析49-64
• 5.1 仿真模型49
• 5.2 不同故障類型仿真分析49-63
• 5.2.1 線路單相接地故障仿真分析49-54
• 5.2.2 線路兩相短路接地故障仿真分析54-57
• 5.2.3 線路兩相短路仿真分析57-60
• 5.2.4 線路三相短路故障仿真分析60-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 全文總結(jié)及展望64-66
• 主要研究成果64-65
• 展望65-66
• 參考文獻66-71
• 致謝71-72
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間完成的論文72-73
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎勵73

【參考文獻】

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本文編號：1091062