[发明专利]一种高压线路故障过零点快速预测的方法

摘要

本发明公开了一种高压线路故障过零点快速预测的方法，S1，建立故障电流信号i(t)模型；S2，得到离散电流信号i(n)；S3，对离散电流信号i(n)进行离散得到抽样信号i′(n)：S4，构造离散电压信号u(n)：S6，将采样矩阵I的伪逆与采样矩阵U进行相乘得到方阵I+U；S7，对方阵I⁺U进行降阶求取特征根；S8，得到抽样电流信号中预测工频分量和参考电压信号之间的相位差|θ|；S9，将参考电压信号延时ΔT，并得到抽样电流信号中工频分量和参考电压信号之间的第二次相位差|θ′|；S10，确定抽样电流信号的相位；S11，判断得到的抽样电流信号的相位θ与零点相位是否匹配，若匹配则进行零点故障报警。本发明预测精度提高，计算量小，为电力系统的安全稳定运行提供可靠的信息。

主权项

1.一种高压线路故障过零点快速预测的方法，其特征在于，步骤如下：S1，建立高压线路故障电流信号i(t)的精确数学模型；所述故障电流信号i(t)的模型为：其中，A_m为幅值；为相位；α_m＜0，为衰减因子；f_m为频率，q为信号分量的个数；S2，对故障电流信号i(t)进行高精度采集，得到离散化的电流信号i(n)；S3，对步骤S2得到的电流信号i(n)进行离散化处理，得抽样电流信号i′(n)：zk＝exp[(αk+j2πfk)Ts]  (4)；式中，M＝2q1+q2，且i′(n)前2q1个分量代表衰减余弦，后q2个分量代表衰减直流；pk为信号中第k个分量的复幅值，包含幅值和相位信息；zk为信号中第k个分量的幅值和相位在一个采样间隔内的变化量；Ts为采样间隔；且k≤2q1时，pk与pk‑1共轭，zk与zk‑1共轭；k＞2q1时，fk＝0；S4，构造与步骤S3中抽样电流信号i′(n)具有相同频率分量和衰减因子的离散电压信号u(n)：S5，构造采样矩阵I和参考矩阵U；I＝Z1PZ2  (6)；U＝Z1P′Z2   (7)；式中，为p′₁的共轭；S6，将采样矩阵I的伪逆与参考矩阵U进行相乘得到方阵I+U；令构造的离散电压信号u(n)中的工频分量复幅值为1，其他分量的复幅值均为0，且离散电压信号u(n)和采样信号i(n)的前2个指数分量代表工频，则有：将公式12带入公式11中得到，S7，对方阵I+U进行降阶求取特征根；S8，根据步骤S7得到抽样电流信号i′(n)的预测工频分量和参考电压信号之间的相位差|θ|；S9，将参考电压信号延时ΔT，并重复步骤S5‑S8得到抽样电流信号i′(n)的预测工频分量和参考电压信号之间的第二次相位差|θ′|；S10，将第二次相位差|θ′|与π/2比较，若|θ′|≤π/2，则抽样电流信号i′(n)的预测工频分量的相位为θ＝|θ|，否则，θ＝‑|θ|；S11，判断得到的抽样电流信号i′(n)的相位θ与零点相位是否匹配，若匹配则进行零点故障报警。