配电网非同步双端行波测距方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配电网非同步双端行波测距方法、装置及存储介质，该方法包括：根据行波测距请求，通过设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集故障前和故障后的线路三相电压信号；对线路三相电压信号执行变换后及细节系数处理；获取线路三相电压信号的重合波；将规整后分布在两个重合波之间的非重合行波归零处理，确定时间差；并进一步确定故障近端的配电终端；对近端的配电终端的时间差确定故障距离，并将故障距离进行上报。本发明专利技术的有益效果：可准确测量故障距离，方法不受过渡电阻、初始相角、系统接地方式的影响，方法不需要双端同步通信，方法测距精度高、所需时间短满足现有配网工程要求。足现有配网工程要求。足现有配网工程要求。

【技术实现步骤摘要】
配电网非同步双端行波测距方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及配电网馈线自动化
，尤其涉及一种配电网非同步双端行波测距方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]随着电网规模的发展，配电网系统覆盖面积范围越来越广，配电网的供电可靠性也变得越来越重要。据相关统计表明配电网用户故障停电时间占据年平均停电时间一半左右，因此减少配电网故障处理时间可以减少故障停电时间。配电网系统逐渐扩大导致异物短路、外力破坏、线路老化等问题的概率也有所增加，同时多数电网处于偏远山区交通不便等恶劣地势环境。在各种原因线路故障发生时，传统人工寻线方法不仅浪费大量精力财力，而且还浪费大量检修时间，导致停电时间长。快速测量故障距离，找出故障所在对减少电力系统停电时间，提高配电网的供电可靠性以及减少因线路故障带来经济损失具有重要研究意义。
[0003]电力系统发生故障时，线路电压突然变化发生暂态过程，这一过程表现为由故障点产生行波信号并向两端母线移动。现有多数方法也是利用此行波信号进行故障测距，目前主要分为单端行波法、双端行波法以及多端行波法。单端行波法是在母线侧记录由故障产生的第一个波头与经故障点第二个反射波头的时间差进行测距，但这类方法第二个反射波头在复杂且线路较短的配电网中易与其它反射波头发生混叠，难以甄别。双端行波法和多端行波法是利用同步技术对到达两端以及多端的行波到达时间计算故障距离，这类方法受到同步技术的影响，现有大部分同步精度只有微秒级别，而1微秒的同步误差将会导致几百米的测距误差，不适用于线路较短的配电网。另一方面在多端行波法中，需要各配电终端设备(FTU)与主站进行通信，而行波测距中由于需要的极高采样频率导致采样数据巨大，给主站带来巨大的通信负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的主要目的在于提出一种配电网非同步双端行波测距方法、装置及存储介质，提高电网故障的识别精度，降低测距的消耗。
[0005]本专利技术的技术方案一方面公开了一种配电网非同步双端行波测距方法，包括：
[0006]根据行波测距请求，通过设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集故障前和故障后的线路三相电压信号；
[0007]对所述线路三相电压信号执行Karenbauer变换后分别得到线模电压，所述线模电压进行Haar小波变换，得到故障两端的所述配电终端的交换Haar小波的波头信息，并对所述交换Haar小波执行细节系数处理，其中两端包括第一端及第二端；
[0008]将第一端的所述线路三相电压信号与通过交换第二端的所述线路三相电压信号的首波极大值时刻重合规整在同一时间点上，确定第一重合波及第二重合波；将规整后分布在第一重合波和第二重合波之间的非重合行波归零处理，并记录所述第一重合波与所述
第二重合波的时间差，所述时间差用于表征故障点到近端测量点的往返时间；
[0009]将故障区段两端的所述配电终端交换得到的行波第二次重合时刻所对应的Haar小波系数幅值进行比较，确定故障近端的所述配电终端；
[0010]对近端的所述配电终端的所述时间差确定故障距离，并将所述故障距离进行上报。
[0011]根据所述的配电网非同步双端行波测距方法，其中通过设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集故障前和故障后的线路三相电压信号，包括：
[0012]获取设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集的故障前1/4个工频周期和故障后1/2工频周期的线路三相电压信号，其中所述三相电压信号的采样频率为10MHz。
[0013]根据所述的配电网非同步双端行波测距方法，其中对所述线路三相电压信号执行Karenbauer变换后分别得到线模电压，进而对所述线模电压进行Haar小波变换，得到故障两端的所述配电终端的交换Haar小波的波头信息，并对所述交换Haar小波执行细节系数处理，包括：
[0014]采用Karenbauer变换矩阵作为解耦方法对线路三相电压信号进行相模变换为
[0015][0016]其中，u
α
、u
β
分别是通过AB相和AC相构成回路的线模分量，u0则是ABC三相与地构成回路的零模分量；
[0017]以及，采用Haar小波变换提取行波波头信息，得到行波到达各测量点时刻；采用离散小波分析提取细节系数，将采样点数间隔将为原始信号一半，以使用Haar小波保留+1或
‑
1脉冲。
[0018]根据所述的配电网非同步双端行波测距方法，其中将规整后分布在第一重合波和第二重合波之间的非重合行波归零处理，并记录所述第一重合波与所述第二重合波的时间差，包括：
[0019]根据两端反射波头信号的首个波头的极大值重合点确定第一参考时间；
[0020]根据两端反射波头信号重合对齐后的第二重合波确定故障点到近端测量点的反射波头的第二参考时间；
[0021]对所述第一重合波与所述第二重合波进行波头去除处理，包括
[0022]Y1＝|Y
a
+Y
b
|，
[0023]Y2＝|Y
a
‑
Y
b
|，
[0024]Y
s
＝Y1‑
Y2，
[0025]其中的Y
a
为故障点上游端点处小波分析所得细节系数信号、Y
b
为故障点下游端点处，Y1和Y2分别为将Y
a
和Y
b
首个波头的极大值对齐后相加得到的信号和相减得到的信号，Y
s
为两端小波分析所得细节系数信号对齐处理后的重合信号。
[0026]根据所述的配电网非同步双端行波测距方法，其中将故障区段两端的所述配电终端交换得到的行波第二次重合时刻所对应的Haar小波系数幅值进行比较，确定故障近端的
所述配电终端，包括：
[0027]通过比较第二重合波点Y
a
、Y
b
波头的幅值判断远近端，包括采用公式
[0028][0029][0030]其中，为端点处电压幅值，γ为a时表示在近端端点处电压值、γ为b时表示在远端端点处电压值，为1时表示为所述第一重合波、为2时表示为所述第二重合波，Z1为行波经过不连续点前的波阻抗、Z2为行波经过不连续点后的波阻抗，θ
u
、ξ
u
为电压行波的折反射系数，且θ
u
‑
ξ
u
>0，因此根据所述第一端及所述第二端的波头电压值，确定故障近端。
[0031]根据所述的配电网非同步双端行波测距方法，其中根据所述第一端及所述第二端的波头电压值，确定故障近端，包括：
[0032]通过公式
[0033][0034]确定所述第一端及所述第二端中的近端及远端，其中K
tw
＝1表示中点，其中K
a2
为所述第二重合波的所述第一端的小波变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网非同步双端行波测距方法，其特征在于，包括：根据行波测距请求，通过设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集故障前和故障后的线路三相电压信号；对所述线路三相电压信号执行Karenbauer变换后分别得到线模电压，所述线模电压进行Haar小波变换，得到故障两端的所述配电终端的交换Haar小波的波头信息，并对所述交换Haar小波执行细节系数处理，其中两端包括第一端及第二端；将第一端的所述线路三相电压信号与通过交换第二端的所述线路三相电压信号的首波极大值时刻重合规整在同一时间点上，确定第一重合波及第二重合波；将规整后分布在第一重合波和第二重合波之间的非重合行波归零处理，并记录所述第一重合波与所述第二重合波的时间差，所述时间差用于表征故障点到近端测量点的往返时间；将故障区段两端的所述配电终端交换得到的行波第二次重合时刻所对应的Haar小波系数幅值进行比较，确定故障近端的所述配电终端；对近端的所述配电终端的所述时间差确定故障距离，并将所述故障距离进行上报。2.根据权利要求1所述的配电网非同步双端行波测距方法，其特征在于，所述通过设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集故障前和故障后的线路三相电压信号，包括：获取设置于馈线分支点和馈线首末端的分布式配电终端采集的故障前1/4个工频周期和故障后1/2工频周期的线路三相电压信号，其中所述三相电压信号的采样频率为10MHz。3.根据权利要求1所述的配电网非同步双端行波测距方法，其特征在于，所述对所述线路三相电压信号执行Karenbauer变换后分别得到线模电压，进而对所述线模电压进行Haar小波变换，得到故障两端的所述配电终端的交换Haar小波的波头信息，并对所述交换Haar小波执行细节系数处理，包括：采用Karenbauer变换矩阵作为解耦方法对线路三相电压信号进行相模变换为其中，u
α
、u
β
分别是通过AB相和AC相构成回路的线模分量，u0则是ABC三相与地构成回路的零模分量；以及，采用Haar小波变换提取行波波头信息，得到行波到达各测量点时刻；采用离散小波分析提取细节系数，将采样点数间隔将为原始信号一半，以使用Haar小波保留+1或
‑
1脉冲。4.根据权利要求3所述的配电网非同步双端行波测距方法，其特征在于，所述将规整后分布在第一重合波和第二重合波之间的非重合行波归零处理，并记录所述第一重合波与所述第二重合波的时间差，包括：根据两端反射波头信号的首个波头的极大值重合点确定第一参考时间；根据两端反射波头信号重合对齐后的第二重合波确定故障点到近端测量点的反射波头的第二参考时间；对所述第一重合波与所述第二重合波进行波头去除处理，包括
其中的Y
a
为故障点上游端点处小波分析所得细节系数信号、Y
b
为故障点下游端点处，Y1和Y2分别为将Y
a
和Y
b
首个波头的极大值对齐后相加得到的信号和相减得到的信号，Y
s
为两端小波分析所得细节系数信号对齐处理后的重合信号。5.根据权利要求4所述的配电网非同步双端行波测距方法，其特征在于，所述将故障区段两端的所述配电终端交换得到的行波第二次重合时刻所对应的Ha...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勋华，吴静阳，贾鹏军，邓志明，杨汉豪，郭依依，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：