高压架空输电线路故障测距新算法的研究

【摘要】：随着电力系统规模的日益扩大,高压远距离输电线路日益增多,输电 线故障对电力系统运行、工农业生产和人们日常生活的危害也愈加严重。 高压架空线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行 的重要措施之一,具有巨大的社会和经济效益。 长期以来,高压输电线路的准确故障测距受到电网运行和管理部门以 及专家学者的广泛重视。本文在继承前人大量研究成果的基础上,深入研 究了高压架空线路单端和双端测距的新算法。针对单端测距信息的模糊性, 首次把模糊逻辑系统(FLS)引入到故障测距中,提出了基于模糊逻辑系统 的工频单端测距新方法。该方法通过近似故障测距公式的构造和相应的平 均、最小隶属度的生成,提供了综合比较、选择各种测距算法的综合判据 (该判据可在故障发生后,由故障前的系统参数动态生成)。对端系统的 整定不再只采用一个典型的阻抗值,而是用一个阻抗集合对其进行整定, 从而有效地削弱了对端系统阻抗变化对故障测距精度的影响。大量仿真算 例的结果证实了这种算法的有效性,其测距精度明显高于传统整定法,并 使同相位法单端测距算法获得了新的应用途径。 近年来,随着通信技术、计算机网络技术的发展,使不需要双端或多 端数据同步化处理的测距算法更具有实际工程应用价值。因此,本文在选 用接近工程实际的线路参数进行大量仿真的基础上,对现有两端测距算法 进行了深入的研究比较,首次明确提出了双端测距算法的鲁棒性问题,即 算法对各种不同类型故障的适应能力以及对各相关因素带来的综合测量误 差的抑制能力;并且,提出了两种分式型双端测距新算法,它们把双端数 据同步和算法自身的鲁棒性问题有机地结合起来,从理论上保证了消除两 端不同步角差和提高算法的鲁棒性。算例仿真结果表明,本文提出的两种 双端故障测距新算法适用于双电源单、双回线,亦可平行地应用于三端或 多端测距,是一种不需要双端数据同步、具有较强鲁棒性的测距算法。在 测距综合指标(测距精度和鲁棒性)方面优于现有的同类工频双端测距算 法,在一定的双端电压、电流测量误差范围内的也优于需要硬件投资的GPS 同步算法。 针对由于输电线路参数随外界条件变化而带来的双端测距误差,本文 利用现有的双端(或多端)测距所提供的硬件设备,第一次提出了半实时 线路参数在线估计技术和算法。高压架空输电线的参数随气候等因素的变