基于希尔伯特-黄变换的行波波头识别算法研究

目前用于铁道牵引网行波测距的算法有许多种,基于行波波头各种算法的优缺点以及对比分析,我们应用了一种具有自适应性的希尔伯特-黄变换的算法来用于波头的识别。

基于行波理论的城市配电网故障快速定位方法

提出基于行波理论的城市配电网故障快速定位方法。在分析配电网线路结构的基础上,分析配电网故障行波传输路径特性。然后采用小波变换的方式识别故障行波的波头,并标定波头达到检测点的时间,再基于行波理论构建故障搜索矩阵和辅助矩阵确定故障域,并校正故障支路搜索矩阵,确定配电网多分支结构的故障判定原理,完成城市配电网故障快速定位。测试结果显示:该方法可在1000μs内完成故障行波波头识别,同时可标定波头达到检测点的时间;能够精准完成故障位置定位,误差结果均低于0.2%;应用性良好,在配电网发生故障后,可保证电压可在0.02 s内恢复稳定,电流可在0.04 s恢复稳定,保证配电网安全运行。

行波时频复合分析的配电网故障定位研究

单端行波检测要实现单相接地故障精确测距,必须确定故障初始波头与其他反射波头的时间差,而准确识别故障反射波头的问题一直没有很好解决。为此,提出了一种精确识别故障点反射波头的方法。首先,在连续小波变换(continuous wavelet tranformation,CWT)自建母小波的单相接地故障信号频域分析的基础上,较为准确地得到故障点的特征频率,从而初步确定故障的距离;然后根据频域分析方法得到的故障初步位置结合Daubechies(Db)小波对信号进行时域分析,准确判别故障线路对侧母线反射波头到达时刻,进而利用初始波头与对侧母线反射波头时间差实现故障精确测距。大量仿真实验表明,该方法能精确地辨别反映故障距离的对端母线反射波头,提高了行波频域分析的精度与时域分析的可行性,通过对故障暂态信号的时频域综合分析,较好地实现了单端辐射状配电网单端故障测距。

单端行波故障测距的组合方法研究

单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波。行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定。由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够。针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离。利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性。

小电流接地系统行波测距方法研究

以行波测距法应用到小电流接地系统的故障测距中为背景,对单端测距算法和双端测距算法进行了比较并改进了单端测距算法。利用电流行波进行相模变换,并对其进行二进小波变换。根据小波变换的奇异性理论检测初始行波、故障点反射波及故障点经对端母线反射波波头的到达时刻,进而计算出故障距离,实现故障测距。在Matlab环境下建立了相关模型并进行了仿真验证。仿真结果表明:利用电流行波的小波变换实现小电流接地系统单相接地故障测距是合理且可行的。

加窗小波包变换及其在故障测距中的应用

针对线路双端数据不同步与线路参数不确定性所产生的误差以及单端法测距不准确的问题,文中提出了一种加窗小波包变换法,并结合双端测距原理将其应用于输电线路行波测距中。对行波信号进行加窗小波包变换,能够较为快速准确地定位到信号的奇异点,避免有波速不稳带来的误差,同时也能够提升波头识别精度,方便快速地实现对输电线路的故障测距。MATLAB工具对PSCAD搭建的故障模型仿真验证表明,采用加窗小波包变换的行波测距能够准确地提取行波信号的波头位置,具有较高的测距精度,与加窗小波相比,该算法具有精度较高的特点。

基于S变换的输电线路故障行波测距仿真分析

S变换可以独立地分析信号各个频率分量上的幅值随时间变化的特征,从而准确判断出行波信号的突变时刻,达到对波头进行准确标定的目的。提出一种基于S变换的行波波头识别方法,与现有的小波变换波头识别方法相比较有明显的优势,并通过EMTP及MATLAB仿真计算进行验证。

LCC-VSC混合直流输电线路的组合型单端故障定位方法

电网换相换流器-电压源换流器(LCC-VSC)混合直流输电线路中的故障行波传播特性有别于常规直流和柔性直流的输电线路。文中针对混合直流输电线路分析了行波折反射过程及两端边界反射角的频变特性,确定了单端法故障定位装置的合理安装侧,提出了一种组合型单端故障定位新原理。首先,利用定位精度略低的固有频率法进行故障位置初测,以此粗略计算故障点第1次反射波的大致到达时刻。然后,再利用故障点反射波与对端母线反射波的波到达时刻的对称性质在行波传播时序图中匹配找到这2种反射波的精准波到达时刻。最后,根据初始行波、故障点第1次反射波和对端母线第1次反射波到达时刻实现故障定位。仿真实验表明,固有频率法的引入有效避免了由于无法准确区分故障点第1次反射波与对端母线第1次反射波所带来的定位误差,所提方法在LCC-VSC混合直流输电系统中能实现较准确的故障定位。