一种输电线路风偏故障智能辨识方法
【专利摘要】本发明提供一种输电线路风偏故障智能辨识方法，利用分形理论进行故障时刻行波电流波形相似度比较，实现输电线路风偏故障智能辨识，具体包括以下步骤：获取输电线路电流在线监测数据；提取故障时刻行波电流数据；计算每个故障时刻行波电流数据的分形维数；分析分形维数并输出辨识结果。与现有技术相比较，本发明物理概念清晰，判断思路明确，可有效辨识行波电流信号是否为雷击输电线路避雷线及杆塔的信号。
【专利说明】一种输电线路风偏故障智能辨识方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统智能化领域，尤其涉及一种输电线路风偏故障智能辨识方法。
【背景技术】
[0002]架空输电线路长期运行在野外，受自然界气候变化的影响很大，风偏闪络事故是影响海南电网正常运行的重大安全隐患，且线路因风偏闪络跳闸后重合闸不易成功，严重影响了电力系统的安全稳定运行。因而造成重大的经济损失。
[0003]灾害性气象条件是线路跳闸重要的外部条件。特别是台风中心风速一般在10?12级左右，可以把大树拦腰折断，将小树连根拔起，所到之处破坏严重，局部微气象，风口、山地形成风道使风力集中，也是造成风偏闪络的原因。与此同时，大风总是伴随着雷雨，这种恶劣天气也是雨闪、风偏舞动以及植被闪络的高发时刻，线路走廊附近的落雷叠加于工频电压上更容易导致这些故障。现阶段对于输电线路风偏故障跳闸的研究往往关注于输电线路绝缘子串和跳线的风偏角以及导线到杆塔之间的最小空气间隙，并对线路抗风偏闪络性能进行评估，这种方法只能从理论计算考察电力系统风偏设计的情况，而对于输电线路跳闸究竟是否因为风偏设计不足这个最基本的问题无法解答。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种输电线路风偏故障智能辨识方法，利用分形理论进行故障时刻行波电流波形相似度比较，实现输电线路风偏故障智能辨识，具体包括以下步骤:
[0005]一、获取输电线路电流在线监测数据。在输电线路A、B、C三相的相导线上安装电流在线监测装置，可以记录输电线路工频故障电流和行波电流数据，并能记录相应数据的GPS时标。
[0006]二、提取故障时刻行波电流数据。根据在线监测装置24小时内记录同一条线路多次跳闸的工频故障电流GPS时标，筛选出相同GPS时标的行波电流数据。
[0007]三、计算每个故障时刻行波电流数据的分形维数。根据分形理论盒维数计算方法，计算提取的每个行波电流数据的分形维数。
[0008]四、分析分形维数并输出辨识结果。如果有两个以上行波电流数据的分形维数误差在0.01以内，输电线路故障跳闸辨识结果为风偏故障，否则线路跳闸辨识结果为非风偏故障。
[0009]与现有技术相比较，本发明的一种输电线路风偏故障智能辨识方法基于故障跳闸波形相似性分析，物理概念清晰，判断思路明确且无需大量计算，经过细致全面的仿真计算及现场数据的验证，可有效辨识输电线路是否是由于风偏故障跳闸。
【专利附图】
【附图说明】[0010]图1是本发明一种雷击输电线路避雷线及杆塔的辨识方法步骤流程图；
[0011]图2是输电线路第一次风偏跳闸波形；
[0012]图3是输电线路第二次风偏跳闸波形；
[0013]图4是输电线路第三次风偏跳闸波形。
【具体实施方式】
[0014]请参阅图1，图1是本发明一种雷击输电线路避雷线及杆塔的辨识方法步骤流程图。
[0015]所述测量方法包括以下步骤:
[0016]步骤SlOI，获取输电线路电流在线监测数据。
[0017]本步骤中，在输电线路A、B、C三相的相导线上安装电流在线监测装置，一方面装置可以记录到电力系统发生电磁扰动时在输电线路上传播的行波电流及其GPS时标，另一方面输电线路发生故障跳闸时装置可以记录到工频故障电流及其GPS时标。
[0018]步骤S102，提取故障时刻行波电流数据。
[0019]优选地，根据在线监测装置24小时内记录同一条线路多次跳闸的工频故障电流GPS时标，筛选出相同GPS时标的行波电流数据。图2、图3、图4是海南电网2011年9月29日发生的三次跳闸时记录的行波电流数据。
[0020]步骤S103，计算每个故障时刻行波电流数据的分形维数。
[0021]本步骤中，利用分形理论的计算方法，计算图2的分形维数为1.203，图3的分形维数为1.203，图4的分形维数为1.202。
[0022]步骤S104，分析分形维数并输出辨识结果。
[0023]本步骤中，如果有两个以上行波电流数据的分形维数误差在0.01以内，输电线路故障跳闸辨识结果为风偏故障，否则线路跳闸辨识结果为非风偏故障。图2、图3、图4的分形维数差值小于0.01，因此系统诊断的结果为风偏故障。经现场勘查，2011年9月29日台风纳沙登陆海南，最大风速35m/s，输电线路防风偏设计为30m/s，在180号耐张塔跳线以及杆塔发现明显放电痕迹，因此诊断该次故障为风偏故障。
[0024]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种输电线路风偏故障智能辨识方法，其特征是:利用分形理论进行故障时刻行波电流波形相似度比较，实现输电线路风偏故障智能辨识，具体包括以下步骤: 获取输电线路电流在线监测数据； 提取故障时刻行波电流数据； 计算每个故障时刻行波电流数据的分形维数； 分析分形维数并输出辨识结果。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路风偏故障智能辨识方法，其特征是:所述的获取输电线路电流在线监测数据，即是在输电线路A、B、C三相的相导线上安装电流在线监测装置，可以记录输电线路工频故障电流和行波电流数据，并能记录相应数据的GPS时标。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路风偏故障智能辨识方法，其特征是:所述的提取故障时刻行波电流数据，即根据在线监测装置24小时内记录同一条线路多次跳闸的工频故障电流GPS时标，筛选出相同GPS时标的行波电流数据。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路风偏故障智能辨识方法，其特征是:所述的计算每个故障时刻行波电流数据的分形维数，即根据分形理论盒维数计算方法，计算提取的每个行波电流数据的分形维数。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路风偏故障智能辨识方法，其特征是:所述的分析分形维数并输出辨识结果，即如果有两个以上行波电流数据的分形维数误差在0.0l以内，输电线路故障跳闸辨识结果为风偏故障，否则线路跳闸辨识结果为非风偏故障。
【文档编号】G01R31/02GK103777106SQ201210409178
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月22日 优先权日:2012年10月22日
【发明者】黄松, 邢铀, 陈钦柱, 姚冬, 钱冠军, 余刚华, 张国清 申请人:海南电力技术研究院, 武汉三相电力科技有限公司