[发明专利]一种基于最优波速的区域电网故障定位方法

权利要求书

1.一种基于最优波速的区域电网故障定位方法，其特征在于，所述方法基于遗传算法和信号谱分析，利用电网中与故障线路相关的分支线路折射波进行故障定位，所述方法包括下述步骤：

(1)电网网架结构分析并进行数据配对；

(2)构建目标函数，生成变量约束条件；

(3)分支线路折射波的信号谱分析，确定信号的频率成分及频率修正系数范围；

(4)利用遗传算法求解目标函数的最优解，得到最优波速；

(5)根据最优波速得到故障点位置，并将结果输出。

2.如权利要求1所述的区域电网故障定位方法，其特征在于，所述步骤(1)中，输电线路故障后暂态行波通过母线折射到各分支线路上，对区域电网内各变电站均采集分支线路折射波信号，实际中考虑到暂态行波信号色散的影响，选择故障线路相邻变电站的数据；

输电线路行波测距装置采用双端行波法：双端行波法原理是利用故障产生的第一个行波波头信号，通过计算故障初始行波到达线路两端的时间差来计算故障位置，表达式如下：

上式中：l₁为故障距离；t₁、t₂分别为初始行波到达线路两端的时间，L”为线路全长，v为行波传播速度；

令区域电网包括变电站M、N以及变电站S₁、S₂…S_n；所述变电站M通过线路L’与变电站N连接；所述变电站S₁通过分支线路1与变电站M连接；所述变电站S₂通过分支线路2与变电站M连接；所述变电站S_n通过分支线路n与变电站M连接；分支线路1、分支线路2和分支线路n并联。

3.如权利要求2所述的区域电网故障定位方法，其特征在于，所述步骤(2)中，当故障线路为MN段时，暂态行波到达变电站M端后，透过变电站M端母线折射到分支线路1～n上，选取变电站S端的分支线路折射波与变电站N端初始行波构成双端测距；变电站S端包括变电站S₁、S₂、......、S_n端；

变电站S端与变电站N端数据构成的双端测距计算公式分别如下：

其中，t′₁、t'₂、t'_n符合下式：

t'_n＝t₁+(L_n/v_n) ③；

式②、③中，L、L₁、L₂、L_n分别为故障线路及分支线路1、2、n的线路长度；t₁、t₂分别为初始行波到达M、N端时刻；t′₁、t'₂、t'_n为分支线路折射波到达S₁、S₂、S_n端的时刻；d₁、d₂、d_n分别为不同端装置数据双端计算结果；v₁、v₂、v_n是分支线路1、2、n上的行波波速；由于理论上d₁、d₂、d_n相等，即满足以下条件：

式④中，v₀为假定基准波速；k_f1、k_f2、k_fn均为频率修正系数，用于修正各分支线路折射波不同频率信号导致的波速差异；k_s1、k_s2、k_sn分别为路径修正系数，用于修正各分支线路折射波不同传输路径导致的波速差异；

构建目标函数如下式：

目标函数的变量约束条件如下：

公式⑦中，v_max、v_min分别为波速的上下限值；k_fmax、k_fmin分别为频率修正系数的上下限值；k_smax、k_smin分别为路径修正系数的上下限值。