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专利号: 2022107656995
申请人: 华南理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,包括以下步骤:获取故障后预设数值个工频周期的交流输电线路两端的各相电压、电流录波数据;

根据获得的各相电压、电流录波数据,获取正序电压相量和正序电流相量;

(0) (0) (0)

任取4个实部、虚部都为正的复数作为变量A1,A2,A3和A4的初始值A1 ,A2 ,A3 和A4(0) (0),根据获得的正序电压相量和正序电流相量,获取雅各比矩阵J(A)的初始值J (A),以及(0)函数f(A)的初始值f (A);

(k+1)

运用Newton‑Raphson法求解方程组f(A)=0,每次迭代后将新的迭代解A 代入雅各(k+1) (k+1)比矩阵J(A)与函数f(A),更新雅各比矩阵J (A)与函数值f (A),直至迭代过程达到收敛条件;

(n) (n) (n) (n) (n) (n)迭代后获得变量A1,A2,A3和A4的最终解A1 ,A2 ,A3 和A4 ,根据最终解A1 ,A2 ,A3(n) (n)和A4 计算得到故障测距结果

2.根据权利要求1所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述交流输电线路为双端电源同塔双回输电线路,线路两侧所连系统都分别等值为串联的系统等值阻抗和恒定电压源;线路的两端母线分别命名为M与N,线路全长为l,两侧系统等值正序阻抗分别为ZS.M与ZS.N,线路正序波阻抗为Zc,正序传播系数为γ。

3.根据权利要求2所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述根据获得的各相电压、电流录波数据,获取正序电压相量和正序电流相量,包括:采用DFT算法对获得的各相电压、电流录波数据进行处理,获得对应的相电压与相电流相量 其中 对应三相;

通过相间作差得到线电压相量 与相电流差相量,

运用对称分量变换转换为正序电压相量 以及正序电流相量

4.根据权利要求3所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述雅各比矩阵J(A)的表达式为:所述函数f(A)的表达式为:

式中, 为正序电压相量, 为正序电流相量。

5.根据权利要求4所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述雅各比矩阵J(A)通过以下方式获得:若交流输电线路上,在I回线上距M端距离为d的位置发生短路故障;II回线没有故障,为健全回线;根据长线传输方程,在故障回线I上满足由线路两端推算至故障点处的补偿电压相等:在健全回线II上,任意点都满足由线路两端推算至故障点处的补偿电压相等,为求故障距离d,取距线路M端距离d与(l‑d)处为观测点:由式(1)~(3),可得关于线路参数γ,Zc和故障距离d的多维非线性方程组:为解决用Newton‑Raphson算法求解式(4)非线性方程组易出现收敛到伪根与不收敛的问题,提取方程组中各方程与未知量d,γ,Zc的项,重构新的复变量:由于式(5)方程组仅有三个方程,而未知量A1,A2,A3和A4共有4个,因此需再补充一个与未知量A1,A2,A3和A4有关的方程,根据未知量间的数学关系,可得:在健全回线II上,以线路两端为观测点,满足以下关系:由式(7)可得:

因此,补充方程为:

而雅各比矩阵为:

6.根据权利要求1所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述收敛条件的表达式为:其中, 表示第k次迭代所得解 与 之差,ε为极小正实数。

7.根据权利要求1所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在(n) (n) (n) (n)于,所述根据最终解A1 ,A2 ,A3 和A4 计算得到故障测距结果 包括:(n) (n) (n) (n)

将最终解A1 ,A2 ,A3 和A4 代入第一公式,计算得到故障测距结果 与线路参数估计结果所述第一公式的表达式为:

8.根据权利要求4所述的一种无需已知参数的交流输电线路故障测距方法,其特征在于,所述雅各比矩阵J(A)的前3行的元素为获得的正序电压相量和正序电流相量,为恒定量,第4行的各列元素即为新构建的4个复未知量;

在远超原未知量d,γ,Zc的合理取值范围的解空间里,A1,A2,A3和A4均落在复平面的第一象限,即复数实、虚部均为正;因此,将A的解空间取在复平面第一象限,此时J(A)在未知量取值变化时仍具有符号不变性,所以函数f(A)在解空间内具有单调性,求解最值一定能收敛全局最优。

9.一种无需已知参数的交流输电线路故障测距装置,其特征在于,包括:至少一个处理器;

至少一个存储器,用于存储至少一个程序;

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现权利要求1‑8任一项所述方法。

10.一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,其特征在于,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1‑8任一项所述方法。