配電網(wǎng)是將輸電網(wǎng)的電能輸送給用戶的重要環(huán)節(jié),安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的配電網(wǎng)才能滿足用戶的需求。短路故障無論是在動(dòng)穩(wěn)定性方面還是在熱穩(wěn)定性方面都會(huì)對配電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的危害。如果短路故障長期存在會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,甚至造成電力系統(tǒng)瓦解。因此,及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的位置以便檢修部門采取相應(yīng)的措施來迅速恢復(fù)供電具有重大的研究價(jià)值。傳統(tǒng)的故障定位方法對于解決復(fù)雜配電網(wǎng)的故障測距問題具有明顯的局限性。行波法需要識(shí)別行波波頭而配電網(wǎng)中波阻抗不連續(xù)的點(diǎn)過多,無法準(zhǔn)確的識(shí)別相應(yīng)的波頭;阻抗法需要通過建立相應(yīng)的模型求解方程來進(jìn)行故障測距,配電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)非常復(fù)雜使得建立合適的模型存在較大的困難;機(jī)器學(xué)習(xí)法需要大量的歷史數(shù)據(jù)對固定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練,而配電網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定。為了克服傳統(tǒng)故障定位的缺陷,本文將電磁學(xué)中電磁時(shí)間反演(EMTR)理論引入到配電網(wǎng)故障定位中,同時(shí)為了消除故障信號中的噪聲采用小波包去噪方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,進(jìn)一步來提高故障測距的精度。對配電網(wǎng)故障信號添加高斯噪聲,然后分別利用小波包去噪、改進(jìn)閾值函數(shù)去噪和多尺度閾值去噪三種小波去噪方法進(jìn)行對比測試,通過波形的直觀效果... 

【文章來源】： 艾軒源 湖北工業(yè)大學(xué)

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同故障類型的占比發(fā)生短路故障的本質(zhì)原因可以歸結(jié)為電氣設(shè)備載流部分相與相或者相與地之

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文22"""2()"1*122111(1)e(,)()(1e)(1e)ffffγxxffγxγxfρIxωUωZρρ+=++(3-22)""2()"2*22()2()222(1)e(,)()(1e)(1e)ffffγxxffγLxγLxfρIxωUωZρρ+=++(3-23)可以推導(dǎo)出流過假設(shè)故障點(diǎn)位置的總電流的閉合表達(dá)式為"""12(,)(,)(,)ffffffIxω=Ixω+Ixω(3-24)利用式（3-24）可以顯示出EMTR將時(shí)間反轉(zhuǎn)注入瞬態(tài)電流聚焦到故障點(diǎn)位置的能力。需要對以上的理論進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對于單導(dǎo)體輸電線路總長度L=10km，在xf=8km處設(shè)置接地故障。該線路的兩個(gè)終端阻抗為Z1=Z2=100kΩ，并且對于故障點(diǎn)處假設(shè)其理想電壓源Uf=1/jωV/（rad/s）。線路是無損耗的，即電阻和電導(dǎo)忽略不計(jì)，而每單位長度的電容和電感分別為C=7.10×10-12F/m和L=1.56×10-6H/m。圖3.4雙觀測點(diǎn)的EMTR故障定位結(jié)果將假設(shè)故障點(diǎn)x"f從0移動(dòng)到L，可以使用式（3-24）來計(jì)算假設(shè)故障點(diǎn)處的電流。在兩個(gè)線路終端的雙觀測點(diǎn)的EMTR故障定位結(jié)果如圖3.4所示，該圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)化故障電流信號能量（其中，對于所有假設(shè)故障位置的If的最大信號能量值進(jìn)行了歸一化處理），頻率范圍從DC到1MHz。從圖3.4中可以看出，當(dāng)假設(shè)故障點(diǎn)位置與實(shí)際故障位置即x=8km處一致時(shí)，If(x"f,ω)的能量達(dá)到最大值。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文24圖3.6單觀測點(diǎn)的EMTR故障定位結(jié)果3.3.2時(shí)域下的EMTR分析上節(jié)中根據(jù)電流與假設(shè)的故障點(diǎn)在頻域中的表達(dá)式，當(dāng)假設(shè)故障點(diǎn)等于真實(shí)故障點(diǎn)時(shí)，電流的能量值取得最大值的理論，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的故障定位。本節(jié)中將在時(shí)域中討論EMTR故障定位的原理。利用如圖3.7所示的流程圖說明了基于時(shí)域分析的EMTR故障定位的詳細(xì)過程。在該流程圖中需要像其他輸電線路故障定位方法一樣確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和線路參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部具有相同電壓等級的變壓器之間設(shè)置觀測點(diǎn)來記錄故障瞬態(tài)信號si(x，t)（對于三相系統(tǒng)，i=1,2,3）。將故障發(fā)生后的瞬態(tài)信號記錄在特定時(shí)間窗口內(nèi)：(),[,]iffstttt+T(3-26)其中tf是發(fā)生故障的時(shí)刻，T是記錄時(shí)間窗口且時(shí)間足夠長以滿足瞬態(tài)信號si(t)衰減變化的過程。電網(wǎng)故障分析的過程中故障類型、故障點(diǎn)位置和故障電阻都是未知的。當(dāng)進(jìn)行故障定位時(shí)，假設(shè)該過程是在繼電保護(hù)相關(guān)運(yùn)行動(dòng)作后再進(jìn)行分析的，此時(shí)故障類型包括單相或者多相故障，可以看成已知的。對于故障點(diǎn)位置可以先假設(shè)一系列故障點(diǎn)為xf,m（m=1,…,K）然后分別采用EMTR。對于故障電阻同樣需要進(jìn)行假設(shè)為Rxf，采用EMTR進(jìn)行故障定位的實(shí)驗(yàn)結(jié)果受故障電阻的影響較小，在后面章節(jié)中將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于雙態(tài)二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的配電網(wǎng)故障定位[J]. 鐘建偉,朱澗楓,黃秀超,周玉超,張建業(yè),黃謀甫.  電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]基于形態(tài)學(xué)梯度算法的微電網(wǎng)行波保護(hù)方案[J]. 薛士敏,崔淼.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(02)
[3]基于波速修正的多回輸電線路行波測距算法[J]. 田斌,方覃紹陽,李振興,李志偉,劉波,高鵬.  高壓電器. 2019(01)
[4]應(yīng)用等效網(wǎng)絡(luò)原理的新型配電網(wǎng)故障定位技術(shù)[J]. 李振興,孟曉星,李振華,翁漢琍,程宜興.  電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]可再生能源和特高壓接入下的區(qū)域電網(wǎng)可靠性和穩(wěn)定性評估[J]. 王春義,牟宏,柳璐,程浩忠,王寶勇,尹愛輝.  電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(01)
[6]計(jì)及FTU漏報(bào)和誤報(bào)的配電網(wǎng)故障定位分層解析模型[J]. 王秋杰,金濤,劉軍.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(01)
[7]實(shí)用化的輻射狀配電線路單相接地行波保護(hù)方案[J]. 賈琦,董新洲,施慎行.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[8]基于小波包去噪與EMD的故障電弧檢測算法研究[J]. 王志斌,曹紅偉,劉佳佳.  電測與儀表. 2019(06)
[9]基于羅氏線圈的VSC-HVDC系統(tǒng)的混合線路故障定位[J]. 汪磊,劉輝,邱詩怡,姜曉彤,錢金良.  電測與儀表. 2018(21)
[10]基于分層模型和智能校驗(yàn)算法的配電網(wǎng)故障定位技術(shù)[J]. 王秋杰,金濤,譚洪,李振興.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(22)

博士論文
[1]直流線路繼電保護(hù)解析分析方法與新型保護(hù)原理研究[D]. 徐敏.華南理工大學(xué) 2014
[2]基于電磁時(shí)間反演的高分辨率成像與自適應(yīng)無線傳輸研究[D]. 劉小飛.電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]含分布式電源的配電網(wǎng)故障定位與恢復(fù)技術(shù)研究[D]. 施志強(qiáng).東南大學(xué) 2018
[2]基于圖論與啟發(fā)式算法的配電網(wǎng)故障處理方法研究[D]. 劉海峰.山東大學(xué) 2013



本文編號：2948154