[发明专利]一种基于直接信号卷积的线路短路故障定位方法及系统

说明书

本发明提供一种基于直接信号卷积的线路短路故障定位方法及系统，方法包括：将不同短路支路上的暂态信号与故障产生的暂态信号进行卷积处理，得到不同短路支路上对应的卷积信号；根据不同短路支路上对应的卷积信号分别计算不同短路支路上对应的卷积信号能量；从不同短路支路上对应的卷积信号能量中获取卷积信号能量最大值，卷积信号能量最大值对应的短路支路位置即真实故障定位位置，将卷积信号能量最大值对应的短路支路位置作为真实故障定位位置输出。方法适用于拓扑结构不同的网络；故障定位过程无需对故障产生的暂态信号进行时域反演；只需使用EMTP软件进行一次仿真计算，通过硬件系统即可实现线路短路故障定位。

技术领域

本发明属于故障定位技术领域，具体涉及一种基于直接信号卷积的线路短路故障定位方法及系统。

背景技术

架空输电线路的裸导线长期暴露在空气当中，当遇到恶劣天气环境时（如低温、雨雪等），可能会出现线路覆冰或雷击、绝缘子湿闪、污闪等情况而引起线路故障。要保证输电线路的安全运行，就要对线路故障发生的位置实现快速定位，以尽可能缩短停电时间，避免故障造成的影响和损失进一步扩大。

目前常见的输电线路的短路故障定位方法主要有阻抗法、行波法以及人工智能算法以及电磁时域反演（EMTR）方法等。阻抗法对故障点定位的实现高度依赖线路阻抗、线路负荷与电源参数等正常工况的精准测量，不适用于如高阻接地、断线故障、多电源线路等情况。行波法定位精度受行波信号检测精度影响较大，对于配电网而言，除了规模庞大和分支复杂的特点以外，还存在波阻抗与波速可变的混合线路，行波在不同端点处的折反射情况复杂，无法保证波信号的准确获取。人工智能类方法的实现需要大量数据作为依托来对模型进行训练，目前仍处于起步阶段，相关的实际应用还有待开发。EMTR故障定位方法因其物理意义清晰，抗噪声性能良好以及定位精度较高等优点正在得到越来越广泛的应用。

传统的EMTR故障定位方法中最重要的环节之一就是对信号进行时域反演操作，指改变时间流向，即时间向后而不是向前运行。在数学表达式上即改变时间正负号：

EMTR故障定位方法分为两段：正向过程在传输线的两端采集故障产生的电磁暂态信号，反向过程在该传输线的不同位置设置短路支路作为猜测故障点，将经过时域反演的暂态信号经过诺顿等效之后获得的电流源重新注回传输线的两端。

过去认为，由于时域反演的时空聚焦性质，反向信号能量会汇聚在正向过程的信号源处，因此只需计算短路电流的能量大小，能量最大的位置即为真实故障位置。但事实上，能量的汇聚是由于正向和反向过程的传递函数相同，而与对信号进行时域反演与否并不必然相关。

目前EMTR故障定位方法的研究过程需要以经过时域反演后的暂态信号为源，每次定位均要在EMTP软件中进行多次仿真计算，使用比较复杂，难以直接利用硬件实现，对技术人员要求较高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于直接信号卷积的线路短路故障定位方法及系统。

本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种基于直接信号卷积的线路短路故障定位方法，包括如下步骤：

将不同短路支路上的暂态信号与故障产生的暂态信号进行卷积处理，得到不同短路支路上对应的卷积信号；

根据不同短路支路上对应的卷积信号分别计算不同短路支路上对应的卷积信号能量；

从所述不同短路支路上对应的卷积信号能量中获取卷积信号能量最大值，卷积信号能量最大值对应的短路支路位置即真实故障定位位置，将卷积信号能量最大值对应的短路支路位置作为真实故障定位位置输出。

进一步的，所述将不同短路支路上的暂态信号与故障产生的暂态信号进行卷积处理，得到不同短路支路上对应的卷积信号之前，还包括：

计算不同短路支路上的暂态信号。

进一步的，所述计算不同短路支路上的暂态信号，具体包括：