一种输电线路鲁棒故障定位方法

技术特征：
1.一种输电线路鲁棒故障定位方法，适用于220kv及以上的高压输电线路，步骤如下：步骤一、通过广域通信网络实时收集电网中每个区域的各边界节点上的同步相量测量装置pmu的电压，对于每个区域中没有布置同步相量测量装置pmu的节点，则利用现有的计算方法确定它们的电压，进而确定故障区域和其中的故障线路；针对故障线路发生故障后第2个到第3个周波期间的每个采样时刻，利用电网中各节点的正序电压，分别建立故障前、后的节点电压方程，通过推导，构造出每个采样时刻的原始故障位置二次非线性超定方程组；步骤二、每个采样时刻的原始故障位置二次非线性超定方程组包含两个方程，因故障定位存在的测量误差给方程组带来影响，综合考虑测量误差，定义残差变量ε1、残差变量ε2，它们的随机变化范围是[-0.015，-0.005]∪[0.005，0.015]区间，将它们加入到原始故障位置二次非线性超定方程组中两个方程的等号右边，形成一组含残差变量的故障位置二次非线性超定方程组；然后同样处理，继续定义九组残差变量ε1、残差变量ε2，再将它们分别加入到原始故障位置二次非线性超定方程组中两个方程的等号右边，总共形成十组含残差变量的故障位置二次非线性超定方程组；步骤三、采用列文伯格-马夸尔特非线性最小二乘法，分别对每个时刻的十组含残差变量的故障位置二次非线性超定方程组进行求解，得到相应的十个故障位置，再求取它们的平均值，作为该采样时刻的线路故障位置；将各采样时刻的线路故障位置形成同一故障点的线路故障位置数组x；步骤四、针对线路故障位置数组x中每个采样时刻的故障位置，提出概率甄别与平滑滤波方法进行滤波，先采用基于概率分布原理，甄别出异常数据；再对每个异常数据进行平滑滤波处理并进行替换；处理完每个采样时刻的故障位置，得到滤波后同一个故障点的线路故障位置数组x
r
；步骤五、对滤波后的线路故障位置数组x
r
求取平均值，得到最终的线路故障位置。2.根据权利要求1所述的一种输电线路鲁棒故障定位方法，其特征在于：所述的针对线路故障位置数组x中每个采样时刻的线路故障位置，提出概率甄别与平滑滤波方法进行滤波，具体如下：针对线路故障位置数组x，设l是数组x的长度，l＝60，分别从线路故障位置数组x中剔除幅值最大和最小的四个线路故障位置，得到数组x
′
＝[x
′1，x
′2…
，x
′
m
]，m是数组x
′
的长度，m＝52，计算数组x
′
的平均值μ为：式中，x
′
τ
是数组x
′
中第τ个元素；计算数组x
′
的标准均方差σ为：根据概率分布原理，即一个数组平均值的1倍标准均方差之内的数据占68.27％；本发明将数组平均值的1倍标准均方差之外的数据判断为异常数据或离群数据，再对它们进行平滑处理，以便抑制它们；
对于线路故障位置数组x中第h个数据x
h
，1≤h≤l，如果数据x
h
在区间[μ-σ，μ σ]之外，就将该数据x
h
判断为异常数据；对于异常数据x
h
，选取数组x中索引号h之前满足[μ-σ，μ σ]的前三个相邻数据x
h-3
、x
h-2
、x
h-1
，选取数组x中h之后满足[μ-σ，μ σ]的第1个相邻数据为x
v
，v是该数据在数组x中的索引号，h 1≤v≤l，共选取四个数据，计算它们的均值为γ，则：γ＝(x
h-3
x
h-2
x
h-1
x
v
)/4(3)若h≤3，则选择h点前后满足[μ-σ，μ σ]的4个相邻数据，求取均值γ；采用均值γ去代替当前的异常数据x
h
。

技术总结
本发明公开了一种输电线路鲁棒故障定位方法，属于电力系统故障定位技术领域。利用电网同步相量测量装置测量值，采用故障前后的节点电压方程，建立故障发生一个周波后每个采样时刻的故障位置二次非线性超定方程组。为量化测量误差，给方程组加入残差。利用列文伯格-马夸尔特方法求解含残差的多组方程组，得到各时刻的故障位置，形成故障位置数组。针对噪声、异常大数，提出概率甄别与平滑滤波方法，从各时刻的故障位置中分别甄别出异常数据，进行平滑滤波与替换，计算数组的平均值得到最终的故障位置。本发明的故障定位方法能够有效地提高输电线路故障定位的精度，不受故障位置、过渡电阻、故障类型的影响，抗干扰能力强，具有良好的鲁棒性。鲁棒性。鲁棒性。


技术研发人员：童晓阳 董星星
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/7/15