發(fā)布時(shí)間：2020-01-27 14:20

【摘要】：提出一種基于三階動態(tài)時(shí)間彎曲(DTW)算法的變壓器差動保護(hù)算法。該方法利用差動保護(hù)兩側(cè)數(shù)據(jù)窗內(nèi)的電流采樣值構(gòu)成最短距離矩陣,通過最短距離搜尋算法,在該矩陣內(nèi)尋找到一條最短路徑,將該路徑所經(jīng)過的局部最短距離元素的總距離的平均值作為兩側(cè)采樣電流的差流。在數(shù)字化變電站由于通信原因造成數(shù)據(jù)延時(shí)及數(shù)據(jù)丟包的情況下,利用該差動保護(hù)算法,可使得區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不誤動作;區(qū)內(nèi)故障時(shí),保護(hù)可靠動作。仿真驗(yàn)證了不同延時(shí)狀況及不同丟包率情況下,區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障時(shí)常規(guī)相量差動保護(hù)及DTW差動保護(hù)的動作性能。結(jié)果表明,DTW差動保護(hù)在抗延時(shí)性能、抗丟包性能及靈敏性上明顯優(yōu)于常規(guī)相量差動保護(hù)。
【圖文】：

性，而且對差動保護(hù)兩側(cè)信號的延時(shí)問題也具有較強(qiáng)的耐受能力。同時(shí)該差動保護(hù)算法的可靠性及靈敏性也高于現(xiàn)有差動保護(hù)算法。１ＤＴＷ算法ＤＴＷ算法采用動態(tài)規(guī)劃技術(shù)將一個復(fù)雜的全局最優(yōu)化問題化為許多局部最優(yōu)化問題，進(jìn)而一步一步地進(jìn)行決策［１１］。它能夠?qū)Υ嬖谌只蚓植繑U(kuò)展、壓縮或變形（如保護(hù)中的不同步情況）的相同時(shí)間長度或不同時(shí)間長度的序列進(jìn)行匹配，計(jì)算出兩側(cè)時(shí)間序列的最短距離［１２－１４］。ＤＴＷ計(jì)算兩序列各點(diǎn)之間距離的思想如圖１所示，具體算法見附錄Ａ。圖１ＤＴＷ思想Ｆｉｇ．１ＩｄｅａｏｆｄｙｎａｍｉｃｔｉｍｅｗａｒｐｉｎｇＤＴＷ算法可計(jì)算兩不同長度時(shí)間序列之間的相似性，且對于保護(hù)兩側(cè)采樣序列由于不同步或丟包產(chǎn)生的序列變形問題，ＤＴＷ算法同樣具有很好的效果。ＤＴＷ上述特性決定了在發(fā)生丟包或者延時(shí)的情況下，其具有減小兩側(cè)差流的特性。區(qū)外故障時(shí)，當(dāng)某側(cè)采樣序列由于丟包或者延時(shí)，導(dǎo)致該側(cè)采樣序列與對側(cè)采樣序列的差異增大時(shí)，ＤＴＷ可以采用該側(cè)臨近正常采樣值代替該異常采樣值，減小差流。區(qū)內(nèi)故障時(shí)，由于兩側(cè)電流相位大致相同，—９２—第３８卷第４期２０１４年２月２５日Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．４Ｆｅｂ．２５，２０１４

則兩側(cè)采樣點(diǎn)的對應(yīng)差流均較大，故整體上ＤＴＷ算法不會減小兩側(cè)電流形成的差流。而對于帶制動特性的差動保護(hù)來說，由于采用ＤＴＷ算法后，區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)電流的差異減小，因此從反面增強(qiáng)了區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)的可靠性及靈敏性。２ＤＴＷ差動保護(hù)判據(jù)及抗同步誤差、抗丟包性能分析２．１動作判據(jù)以數(shù)字化變電站中的變壓器為例進(jìn)行分析。如圖２所示，規(guī)定一次電流以流入變壓器為正方向。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生外部故障時(shí)（點(diǎn)ｋ１），Ｎ側(cè)電流為正方向，Ｍ側(cè)電流為負(fù)方向，忽略兩側(cè)電流同步誤差等問題，兩側(cè)電流大小相等，，方向相反。設(shè)Ｎ側(cè)電流采樣值和Ｍ側(cè)電流采樣值序列分別為ＩＮ和ＩＭ。數(shù)據(jù)窗�。眰�周期，求取兩端采樣電流信號的ＤＴＷ距離。圖２區(qū)內(nèi)外故障模型Ｆｉｇ．２Ｍｏｄｅｌｆｏｒｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔｓ新型差動保護(hù)的閉鎖判據(jù)為：Ｄ（ｋ）＝１∑Ｋｋ＝１ｗｋ（ｍｉｎ∑Ｋｋ＝１ｗｋＤ）ｋ≤Ｄｒｅｓ（１）式中：Ｄ（ｋ）為Ｎ和Ｍ側(cè)電流的平均ＤＴＷ距離，定義為動作量；Ｄｒｅｓ為制動電流整定值；ｗｋ為非負(fù)的權(quán)函數(shù)，一般�。�；Ｄｋ為在最佳規(guī)整路徑Ｐ＊第ｋ個點(diǎn)時(shí)的Ｎ側(cè)電流和Ｍ側(cè)反向電流的局部ＤＴＷ距離；Ｋ為數(shù)據(jù)窗中的總點(diǎn)數(shù)。此處將Ｍ側(cè)電流反向，即取負(fù)值，是因?yàn)橐?guī)定電流以流入變壓器為正方向，則區(qū)外故障時(shí)，將Ｍ側(cè)取反方向進(jìn)行ＤＴＷ距離的計(jì)算，可以使Ｎ側(cè)電流和反方向Ｍ側(cè)電流波形相同，進(jìn)而使保護(hù)的動作量Ｄ（ｋ）很校對于數(shù)據(jù)窗中的點(diǎn)，ｋ＝１對應(yīng)數(shù)據(jù)窗中第１個點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】

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