专利名称：广域行波测距方法
技术领域：
广域行波测距方法，属于电网故障排查技术领域，具体涉及一种电力网发生扰动后利用广域行波信息的扰动线路选择和扰动点的精确定位方法。
背景技术：
作为一种精确故障定位技术，行波测距在电力系统中得到了广泛应用，但现有的系统大多是以本线路双端行波测距进行配置，没有充分使用相邻变电站测距装置记录到的行波信息，存在着某一个变电站行波测距装置异常导致的测距失败现象。随着测距装置应用数量的增加，行波测距已经可以组网使用，为充分地利用全网的故障行波信息，进一步提高测距的可靠性和精度创造了条件。行波从扰动点产生后沿线路行进到线路两侧变电站，并可以通过变电站母线透射到该母线上的其他线路，进而行进到相邻变电站。通过记录到达这些变电站的行波信息可以进行测距和结果可信性验证。对于线路上引起保护动作的扰动，行波测距系统可以通过引入保护动作信号来准确获知故障线路，进而完成基于全网行波信息的故障测距。行波测距系统为可靠记录线路的扰动，避免拒动而导致测距失败，启动的门槛设置较低，与保护相比灵敏度高。所以在线路上存在着大量可以使行波测距装置启动而没有使继电保护动作的扰动，现场运行的经验也证明了这一点。目前在电力系统内运行的行波测距系统，一般只采集电流行波或只采集电压行波，无法构成方向行波，无法判断扰动行波信号来自于区内还是区外，也就不知道确切的扰动线路。对于未引起保护动作的线路扰动，如果根据行波记录的信号判断出扰动线路，是可以准确定位扰动点的。而线路上的扰动点一般都是绝缘薄弱点，电力部门可以在计划检修时重点检查扰动点，则可以防患于未然，最大可能减少电力线路故障的可能性，变被动的故障检修为主动的计划检修。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种利用广域行波信息对于线路上引起保护动作的大扰动和没有引起保护动作的小扰动进行扰动线路选择和扰动点的精确定位方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该广域行波测距方法，其特征在于， 步骤依次为1)通过行波测距主站收集由各变电站采集的扰动行波信息记录，建立扰动行波信息记录集合，以最早检测到行波信号的变电站为中心站，采用数学图论中的经典广度优先搜索算法(Breadth-First-Search)动态计算电力网络的最大网络宽度并换算为最大时间差，以中心站扰动记录时间为基准初步筛选出扰动行波信息记录集合中的有效数据； 2)在初步筛选出的有效数据中，以最早检测到行波信号的变电站为中心站，进行广域搜索， 获得行波网络扰动有效区域；3)在行波网络扰动有效区域内计算各变电站间最短路径及长度；4)根据扩展后的广域双端行波测距原理，计算包含最早检测到行波信号的变电站的所有最短路径获得的扰动点可能位置结果的集合，并对扰动点可能位置结果的集合进行判断，确定扰动线路和扰动点。其中，步骤2)中所述的获得行波网络扰动有效区域的方法具体为根据扰动点位于最早检测到行波信号变电站和其他检测到行波信号的变电站的最短电气距离的1/2之内的特性，以最早记录到行波的变电站为第一级，按网络拓扑方式进行广域搜索，以搜索到的有行波记录的变电站作为第二级，搜索到第三级变电站结束，将所有搜索到的变电站区域作为行波网络扰动有效区域。其中，步骤3)中所述的在行波网络扰动有效区域内计算各变电站间最短路径及长度的方法具体为a)以线路长度作为权构造电力网络的带权邻接矩阵A，并获得初始距离矩阵
权利要求
1.一种广域行波测距方法，其特征在于，步骤依次为1)通过行波测距主站收集由各变电站采集的扰动行波信息记录，建立扰动行波信息记录集合，以最早检测到行波信号的变电站为中心站，采用数学图论中的经典广度优先搜索算法动态计算电力网络的最大网络宽度并换算为最大时间差，以中心站扰动记录时间为基准初步筛选出扰动行波信息记录集合中的有效数据；2)在初步筛选出的有效数据中，以最早检测到行波信号的变电站为中心站，进行广域搜索，获得行波网络扰动有效区域；3)在行波网络扰动有效区域内计算各变电站间最短路径及长度；4)根据扩展后的广域双端行波测距原理，计算包含最早检测到行波信号的变电站的所有最短路径获得的扰动点可能位置结果的集合，并对扰动点可能位置结果的集合进行判断，确定扰动线路和扰动点。
2.根据权利要求1所述的广域行波测距方法，其特征在于步骤2)中所述的获得行波网络扰动有效区域的方法具体为根据扰动点位于最早检测到行波信号变电站和其他检测到行波信号的变电站的最短电气距离的1/2之内的特性，以最早记录到行波的变电站为第一级，按网络拓扑方式进行广域搜索，以搜索到的有行波记录的变电站作为第二级，搜索到第三级变电站结束，将所有搜索到的变电站区域作为行波网络扰动有效区域。
3.根据权利要求1所述的广域行波测距方法，其特征在于步骤3)中所述的在行波网络扰动有效区域内计算各变电站间最短路径及长度的方法具体为a)以线路长度作为权构造电力网络的带权邻接矩阵A，并获得初始距离矩阵 Z^=(4。))=A和最短路径矩阵产=(40))，其中 “相邻时 y 00乂7_不相邻"(0) ,(U/相邻时 Γ . . 7 , +=〈-幻不相邻(w=1’2j)b)计算迭代矩阵β =(〃f和最短路径矩阵？ =( f)，其中若《f =禮― ”则记录变电站\，即ψ=^^^}，表明从变电站Vi到Vj的路径经过V1后路长变短，否则# =^l ；C)若D(k) =D(H),迭代结束，则获得了所有变电站之间的最短路径及其距离。
4.根据权利要求1所述的广域行波测距方法，其特征在于步骤4)中所述计算包含最早检测到行波信号的变电站的所有最短路径获得的扰动点可能位置结果的集合的方法具体为设Labqi是经过变电站A、B、C、D路径上的线路长度，ν是线路上的波速度，Xabf是从变电站A到扰动点F的距离，Xdcf是从变电站D到扰动点F的距离，Ta、Td是在变电站A和D记录到的行波到达时刻，则XABF~Td)'v + LABCD]XOCF = —[(Td~TJ-v + 1ABCD ]当Xabf或Xict等于该线路全长L_时，则该线路不是扰动路径，当Xabf或Xict小于该线路全长L_时，则该路径是扰动路径，且计算结果就是可能的扰动点，当所有Xabf或Xict等于该线路全长Labqi时，则可确定是中心变电站发生扰动。
全文摘要
一种广域行波测距方法，属于电网故障排查技术领域，具体涉及一种电力网发生扰动后利用广域行波信息的扰动线路选择和扰动点的精确定位方法。其特征在于，通过安装在变电站的行波记录仪、GPS同步时钟、通讯和后台计算机记录扰动后的行波信号，根据电力网发生扰动后产生的行波可以行进到电网各变电站的特性，利用广域行波信息确定扰动线路，进行扰动点的精确定位。本方法使用多个变电站行波信息，可避免目前存在的某一个变电站行波测距装置异常导致的测距失败，增强了整个行波测距系统的可靠性。既可以进行保护跳闸的故障测距，也可以对电网较小的扰动进行定位，应用范围更宽。有效提高线路供电可靠性。
文档编号G01R31/08GK102183708SQ201110044359
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者刘 东, 徐丙垠, 陈羽 申请人:山东科汇电力自动化有限公司