[发明专利]基于卡尔曼滤波器的输电线路故障定位方法

权利要求书

1.基于卡尔曼滤波器的输电线路故障定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：给定输电线模型和测量值；

步骤2：引入故障状态α；

步骤3：通过基于卡尔曼滤波器EnKF的动态状态估计DSE过程，得到输电线路故障类型和故障定位的初步估计值；

步骤4：将附加信息作为额外的约束，通过附加信息重新运行动态状态估计DS，以执行增强的卡尔曼滤波器EnKF；

步骤5：测量冗余的增加，得到对输电线路故障位置准确估计值。

2.根据权利要求1所述基于卡尔曼滤波器的输电线路故障定位方法，其特征在于：

所述步骤1中，给先定输电线模型和测量值：

x_k＝f(x_k-1,u_k-1)+w_k-1 (1)；

z_k＝h(x_k,u_k)+v_k-1 (2)；

其中，公式(1)(2)中k是步长数；

公式(1)中，x_k是k时刻输电线路的状态，x_k-1是k-1时刻输电线路的状态，u_k-1是k-1时刻系统的控制量，f(x_k-1,u_k-1)是前一时刻状态x_k-1、前一时刻控制量u_k-1和x_k之间的映射关系，w_k-1表示对状态量x_k处理和测量过程伴随的随机噪声，其均值为零，方差为Q_d；

公式(2)中，z_k是k时刻的测量值，h(x_k,u_k)是x_k，u_k和z_k之间的映射关系，v_k-1表示对测量值z_k处理和测量过程伴随的随机噪声，其均值为零，方差为R_d。

3.根据权利要求1所述基于卡尔曼滤波器的输电线路故障定位方法，其特征在于：

所述步骤2中，当输电线路发生故障时，从故障到终端的距离被视为故障期间不变的新状态α，输电线模型变成：

公式(3)中，α_k是k时刻的故障状态，x_k是k时刻的输电线路状态，f(x_k-1,u_k-1,a_k-1)是x_k-1，u_k-1，α_k-1和x_k之间的映射关系，w_a,k-1是k-1时刻的过程和测量产生的噪声；

当引入故障状态α作为状态时，输电线模型的非线性会增加，故定义一个扩展的状态向量为y＝(x,α)^T；将公式(1)和公式(2)重写为：

y_k＝f(y_k-1,u_k-1)+w_k-1 (4)；

z_k＝h(y_k,u_k)+v_k-1 (5)；

公式(4)，公式(5)中k是步长数；

公式(4)中的y_k是k时刻输电线路的状态，y_k-1是k-1时刻输电线路的状态，f(y_k-1,u_k-1)是y_k-1，u_k-1和y_k之间的映射关系，u_k-1是k-1时刻对系统的控制量，w_k-1表示时刻的过程和测量产生的噪声；

公式(5)中的z_k是k时刻的测量值，h(y_k,u_k)是y_k，u_k和z_k之间的映射关系，v_k-1表示k-1过程和测量产生的噪声。