高壓直流輸電線路故障測(cè)距研究綜述

楊 林, 王 賓, 董新洲

(電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室, 清華大學(xué), 北京市 100084)

0 引言

直流輸電具有長(zhǎng)距離“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”輸電的特點(diǎn),且跨越地區(qū)的地形地貌、環(huán)境氣候差別很大[1-3],造成了直流輸電線路的運(yùn)行環(huán)境相較于交流線路更為復(fù)雜,是直流輸電系統(tǒng)中故障率最高的部分,其故障形式主要是雷擊、污穢、樹(shù)枝等因素導(dǎo)致的接地和閃絡(luò),且90%以上為瞬時(shí)性故障[4]。直流輸電線路保護(hù)裝置檢測(cè)到故障后啟動(dòng),到達(dá)定值后向控制系統(tǒng)發(fā)出故障重啟命令,測(cè)距裝置則利用故障后至重啟前這段時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障定位。

任何測(cè)距原理都是基于線路模型,利用電氣量和故障距離的關(guān)系來(lái)構(gòu)造的。就高壓直流輸電線路而言,其長(zhǎng)度決定了必須基于分布參數(shù)模型來(lái)推導(dǎo)測(cè)距公式,因此,描述分布參數(shù)線路電氣特征的波動(dòng)方程成為了測(cè)距的基礎(chǔ)。波動(dòng)方程的達(dá)朗貝爾解說(shuō)明電壓、電流均是由前行波和反行波疊加形成的,行波是既與時(shí)間相關(guān)又與距離相關(guān)的物理量,且傳播距離和傳播時(shí)間受波速度的約束,因此固定觀測(cè)點(diǎn),通過(guò)行波到達(dá)的時(shí)間信息可以推算傳播距離,這就是行波法的基本原理。行波會(huì)在線路邊界和故障點(diǎn)之間來(lái)回折反射,在計(jì)及多次折反射的一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)行波信號(hào)呈現(xiàn)周期性規(guī)律,因此行波信號(hào)的頻率也可以反映線路邊界到故障點(diǎn)的距離,這種利用暫態(tài)信號(hào)頻域特征的測(cè)距方法稱為固有頻率法。根據(jù)時(shí)間換空間的思想,某一時(shí)刻下,線路某處的前行波可以用測(cè)量點(diǎn)處前行波的歷史值得到,反行波可以用測(cè)量點(diǎn)處反行波的將來(lái)值得到。因此,通過(guò)測(cè)量點(diǎn)處電壓和電流行波便可推知線路上任意一點(diǎn)的電壓和電流值,結(jié)合故障點(diǎn)電壓電流的特征便可進(jìn)行故障定位,這種直接利用波動(dòng)方程推導(dǎo)沿線電氣量分布的方法就是故障分析法。行波法、固有頻率法和故障分析法分別從時(shí)間、頻率和空間三個(gè)角度建立起了可檢測(cè)電氣量和故障距離之間的關(guān)系,是直流輸電線路的三種主流故障測(cè)距方法。

由于構(gòu)造測(cè)距方程的切入點(diǎn)不同,三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn):行波法測(cè)距精度高,但存在波頭檢測(cè)失敗的風(fēng)險(xiǎn);固有頻率法不需要檢測(cè)波頭,具有較高的穩(wěn)定性,但是抗干擾能力較差,并且存在測(cè)距死區(qū);故障分析法同樣具有穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì),但是受制于模型的準(zhǔn)確度使其測(cè)距精度有限,并且計(jì)算量很大。

基于分布參數(shù)線路的波動(dòng)方程構(gòu)造的各種測(cè)距方法同樣適用于長(zhǎng)距離交流輸電線路,由于歷史原因,對(duì)這些方法最初的研究也是在交流輸電線路上提出的。交直流輸電線路測(cè)距的基本原理本質(zhì)上并無(wú)不同,存在很多共性的問(wèn)題,但是交直流輸電系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電氣特性有所不同,在兩種應(yīng)用場(chǎng)景下也存在一些差異。例如,行波法在兩種運(yùn)用場(chǎng)景下發(fā)生高阻接地故障時(shí),均存在波頭檢測(cè)失敗的風(fēng)險(xiǎn),在直流輸電線路上應(yīng)用時(shí),不受故障時(shí)刻、其他出線的影響,但是卻存在波頭畸變的問(wèn)題;固有頻率法在兩種運(yùn)用場(chǎng)景下均需要解決提取固有頻率的問(wèn)題,直流輸電線路的邊界比較復(fù)雜,所以處理終端阻抗的問(wèn)題顯得尤為重要;故障分析法的準(zhǔn)確度主要受模型精度的影響,這個(gè)問(wèn)題在距離更長(zhǎng)的直流輸電線路上顯得尤為突出。

針對(duì)該問(wèn)題,本文對(duì)直流輸電線路故障測(cè)距技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的梳理與總結(jié),提出了后續(xù)的改進(jìn)思路和方案。

1 行波法測(cè)距

1.1 基本原理

故障行波傳播過(guò)程如圖1所示。

圖1 故障行波傳播過(guò)程示意圖Fig.1 Propagation schematic diagram of fault traveling waves

雙端行波原理測(cè)距公式為:

(1)

式中:l1為故障點(diǎn)到M端的距離;L為線路長(zhǎng)度;v為行波的波速度;tM1和tN1分別為初始行波到達(dá)M和N端測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻。

單端行波原理測(cè)距公式為:

(2)

式中：tM2為故障點(diǎn)反射波到達(dá)M端的時(shí)刻。

理論上,行波法測(cè)距的可靠性和準(zhǔn)確性不受線路類型、故障電阻、故障類型及兩側(cè)系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響[5],是一種精度很高的測(cè)距方法,但是仍存在一些問(wèn)題影響測(cè)距的準(zhǔn)確度。

1.2 交直流線路行波法測(cè)距的共性問(wèn)題

直流、交流線路行波測(cè)距共性的問(wèn)題,包括行波波頭的識(shí)別、行波到達(dá)時(shí)刻的標(biāo)定、波速度的確定等問(wèn)題,以下具體分析。

1)波頭識(shí)別的問(wèn)題

雙端行波原理僅需要識(shí)別線路兩側(cè)初始行波的波頭,目前,主要有導(dǎo)數(shù)法[6]、小波變換法[7-11]、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法[12-13]和希爾伯特—黃變換(HHT)法[14-17]等。導(dǎo)數(shù)法存在對(duì)噪聲敏感的問(wèn)題；HHT法存在端點(diǎn)效應(yīng)、模態(tài)混疊、篩分停止等問(wèn)題[16],并且瞬時(shí)頻率并不能反映波頭的極性[17],無(wú)法通過(guò)極性變換識(shí)別故障點(diǎn)反射波,限制了HHT法在單端測(cè)距原理中的應(yīng)用；數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法和小波變換法應(yīng)用于行波波頭識(shí)別時(shí),關(guān)鍵點(diǎn)在于選取合適的“基”,相比較而言,小波變換法比數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法更為成熟。文獻(xiàn)[11]證明了三次B樣條函數(shù)作為小波變化的基函數(shù)時(shí)可以在有噪聲的情況下有效檢測(cè)出信號(hào)的奇異性，但是在高阻等弱故障情況下可能檢測(cè)不到波頭。單端行波測(cè)距原理除了初始波頭外還要識(shí)別出故障點(diǎn)反射波的波頭,難點(diǎn)在于區(qū)分故障點(diǎn)反射波和對(duì)端母線反射波。目前,識(shí)別故障點(diǎn)反射波主要有行波相關(guān)法[18-20]、小波變換法[21-23]、匹配濾波法[23]等。其中,行波相關(guān)法和匹配濾波法都屬于利用波形的相關(guān)性來(lái)識(shí)別反射波的方法,存在的問(wèn)題主要是數(shù)據(jù)窗的寬度難以確定、受行波衰減和畸變的影響較大。小波變換法是利用行波模極大值的極性來(lái)識(shí)別故障點(diǎn)的反射波,該方法構(gòu)成簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn),并且直流線路母線只有一條出線,不存在來(lái)自相鄰線路的反射波干擾的問(wèn)題,使用模極大值的極性來(lái)識(shí)別故障點(diǎn)反射波的波頭是一種可行的方法。

2)波頭到達(dá)時(shí)刻的標(biāo)定問(wèn)題

行波的色散效應(yīng)[24]導(dǎo)致波頭變緩,進(jìn)而導(dǎo)致了標(biāo)定不準(zhǔn)確。針對(duì)該問(wèn)題目前有兩種解決思路,第一種是將行波信號(hào)分解到各個(gè)頻帶,每個(gè)頻帶的衰減系數(shù)和波速度可以近似為常數(shù),選取行波信號(hào)中能量相對(duì)集中的頻帶進(jìn)行測(cè)距[25-27]。行波的色散效應(yīng)在數(shù)學(xué)上可以用傳播系數(shù)來(lái)描述,所以,第二種思路是用擬合的方法將傳播系數(shù)表示出來(lái),從而對(duì)畸變后的行波波頭進(jìn)行校正[28]。

3)波速度的問(wèn)題

無(wú)論單端還是雙端原理,故障距離的計(jì)算均離不開(kāi)波速度。考慮到1 kHz以上的行波信號(hào)的波速度基本趨于一個(gè)穩(wěn)定值[29],所以,行波測(cè)距裝置一般以選取經(jīng)驗(yàn)值或?qū)崪y(cè)的方法確定波速度。增加用于測(cè)距的波頭數(shù)量也是處理波速度問(wèn)題的一個(gè)思路,如文獻(xiàn)[30]提出的分布式行波測(cè)距原理,通過(guò)在線路上分段布置測(cè)量點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了波速度的在線測(cè)量,并緩解了色散效應(yīng)帶來(lái)的標(biāo)定誤差,目前該技術(shù)在電網(wǎng)中已經(jīng)有應(yīng)用,并且取得了較好的效果[31]。

1.3 直流線路的行波法測(cè)距的特有問(wèn)題

直流輸電系統(tǒng)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制等方面與交流系統(tǒng)不同,因此直流輸電線路行波測(cè)距具有一些優(yōu)勢(shì)。例如直流電氣量沒(méi)有周期性的過(guò)零點(diǎn),在任何時(shí)刻故障都會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)行波,行波法的測(cè)距結(jié)果不受故障時(shí)刻的影響,直流系統(tǒng)通常情況下為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的供電系統(tǒng),一個(gè)直流母線只具有一條出線,故障測(cè)距的結(jié)果不受其他線路的影響[32];直流輸電系統(tǒng)普遍采用阻容分壓式的電壓互感器、光電式電流互感器[33]。電壓互感器和電流互感器的截止頻率分別為50 kHz和100 kHz[34],電壓和電流互感器均具有傳變行波信號(hào)的能力,可以考慮同時(shí)采用電壓和電流行波進(jìn)行測(cè)距[35]。

但是通過(guò)對(duì)直流行波的解析發(fā)現(xiàn)，直流輸電線路的行波測(cè)距也存在著其特殊的問(wèn)題。其中,最突出的問(wèn)題就是直流輸電線路的邊界元件(平波電抗器和直流濾波器)導(dǎo)致行波的反射系數(shù)隨頻率變化。入射電流行波可以看作理想的階躍波,含有豐富的頻率分量。不同頻率分量經(jīng)過(guò)邊界反射后的幅值和相位變化是不同的,這導(dǎo)致了行波波頭的振蕩。在交流輸電系統(tǒng)中,故障行波可以看作階躍波的疊加,行波波頭是驟升的,采用小波變換的方法標(biāo)定到達(dá)時(shí)刻比較準(zhǔn)確。但是,直流輸電線路的故障行波是一個(gè)振蕩的波形,這就導(dǎo)致了行波波頭比較平緩,小波變換的模極大值點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)刻和信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻之間可能出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致行波到達(dá)時(shí)刻標(biāo)定不準(zhǔn)確;行波的振蕩過(guò)程對(duì)應(yīng)多個(gè)突變點(diǎn),進(jìn)行小波變換后出現(xiàn)多個(gè)模極大值點(diǎn),除了代表波頭到達(dá)時(shí)刻的模極大值點(diǎn)外,還存在一些虛假模極大值點(diǎn),可能導(dǎo)致行波到達(dá)時(shí)刻標(biāo)定錯(cuò)誤。針對(duì)該問(wèn)題,文獻(xiàn)[36]分析了線路末端的線模和零模電壓反射系數(shù)與頻率的關(guān)系,指出了各模量中不同頻率分量的反射系數(shù)差異性很大。文獻(xiàn)[37]給出了線路末端對(duì)階躍輸入的響應(yīng),也就是入射電壓行波為階躍波時(shí)的末端電壓,可以看到末端電壓發(fā)生了明顯的振蕩。雖然,文獻(xiàn)[36-37]都是針對(duì)電壓行波做的分析,但是電流行波的反射系數(shù)和電壓行波的反射系數(shù)只差一個(gè)負(fù)號(hào),所以,對(duì)電流行波的分析也會(huì)得到相似的結(jié)論。但是目前還沒(méi)有文獻(xiàn)針對(duì)反射系數(shù)頻變的問(wèn)題提出解決方案。

綜上所述,行波法在直流輸電線路故障定位中得到了廣泛的應(yīng)用,是目前精度最高的測(cè)距算法,但并非完美無(wú)缺。國(guó)家能源局在2010年發(fā)布了針對(duì)行波測(cè)距裝置的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[38],對(duì)裝置各項(xiàng)指標(biāo)提出了明確的技術(shù)要求，即對(duì)于超過(guò)300 km的長(zhǎng)線路,測(cè)距誤差最大不超過(guò)1 km。目前,現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)的行波測(cè)距裝置基本可以滿足技術(shù)要求,但是在測(cè)距條件惡劣的情況下,測(cè)距裝置的最大誤差可達(dá)3 km[39],測(cè)距精度還有待進(jìn)一步提高。目前,影響測(cè)距精度的主要問(wèn)題是由線路邊界導(dǎo)致的波頭畸變問(wèn)題。除此之外,在高阻等故障情況下,行波法還存在著波頭檢測(cè)失敗的風(fēng)險(xiǎn),需要進(jìn)一步的改善。

2 固有頻率法測(cè)距

2.1 固有頻率法測(cè)距的基本原理

最早在1979年,Swift發(fā)現(xiàn)故障行波的頻譜與故障距離及線路終端的結(jié)構(gòu)有關(guān)，即[40]:在一系列頻率成分組成的行波頻譜中,這一系列頻率成分稱為故障行波的固有頻率,其中最低頻所占的比重最大,稱為行波頻譜的主成分。在線路終端為理想的開(kāi)路或者短路狀態(tài)的情況下,行波頻譜的主成分與故障距離之間有確定的函數(shù)關(guān)系。該研究局限于線路終端兩種極特殊的情況下的故障定位,所以Swift的研究結(jié)論僅僅是固有頻率法測(cè)距的雛形。文獻(xiàn)[41]推導(dǎo)了線路終端為任意阻抗值條件下的故障距離和系統(tǒng)終端阻抗、行波固有頻率之間的關(guān)系,使得利用行波固有頻率的測(cè)距方法得到了完善。

固有頻率法的測(cè)距公式為:

(3)

式中:l為故障距離;fn為第n次固有頻率；θ1和θ2分別為頻率fn下線路末端和故障點(diǎn)處的反射角；k為整數(shù),具體取值與固有頻率的次數(shù)有關(guān)，f為主成分時(shí),k取使得方程為非零正值中的最小值，f為二次成分時(shí),k取使得方程為非零正值中的第二小值,以此類推。

2.2 固有頻率法測(cè)距的研究現(xiàn)狀

利用固有頻率法測(cè)距,無(wú)論應(yīng)用場(chǎng)景是交流線路還是直流線路,都需要提取出精確的固有頻率,目前提取行波固有頻率的算法主要有傅里葉變換、多信號(hào)分類算法、小波變換,在此基礎(chǔ)上,文獻(xiàn)[42]利用信號(hào)的時(shí)頻相關(guān)性,先在頻域確定行波頻譜的主成分,再在該頻率的鄰域內(nèi)確定行波信號(hào)的周期來(lái)得到更為準(zhǔn)確的頻率值。文獻(xiàn)[43]先利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法處理信號(hào)得到故障測(cè)距所需的行波成分,再在該成分中提取固有頻率,減弱了頻譜混疊對(duì)測(cè)距的影響。

直流輸電線路的邊界比較復(fù)雜,因此對(duì)終端阻抗的處理方式對(duì)測(cè)距精度有比較大的影響。文獻(xiàn)[44]將固有頻率法應(yīng)用于直流輸電線路的故障定位中,該文獻(xiàn)對(duì)線路終端阻抗的處理是把線路終端對(duì)高頻分量而言看作是開(kāi)路的，線路終端對(duì)低頻分量的作用看作使其發(fā)生偏移。沒(méi)有對(duì)線路終端的作用進(jìn)行理論分析,而是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法訓(xùn)練得到了測(cè)距結(jié)果。文獻(xiàn)[45]則對(duì)線路終端阻抗的影響進(jìn)行了量化分析,計(jì)算得到了行波主頻率下的終端反射角,通過(guò)行波主頻率和反射角計(jì)算出故障距離。文獻(xiàn)[46]研究了在柔性直流輸電線路中固有頻率法的適應(yīng)性。

一些學(xué)者還提出了利用行波法和固有頻率法進(jìn)行組合測(cè)距的方法,組合測(cè)距法首先利用固有頻率法給出故障距離的大概范圍,然后利用行波法在給出的故障范圍內(nèi)查找波頭來(lái)進(jìn)行精確測(cè)距,組合法測(cè)距結(jié)合了固有頻率法穩(wěn)定性好及行波法精確度高的優(yōu)勢(shì)[47]。

因此,與行波法相比,固有頻率法不需要對(duì)行波的波頭進(jìn)行識(shí)別,避免了波頭識(shí)別和波頭標(biāo)定帶來(lái)的誤差。但是,當(dāng)存在干擾信號(hào)時(shí),干擾信號(hào)在一個(gè)或者多個(gè)頻點(diǎn)的能量高于固有頻率的能量時(shí),固有頻率法得到的測(cè)距結(jié)果可能出錯(cuò);當(dāng)故障點(diǎn)靠近線路終點(diǎn)時(shí),行波頻譜主成分的頻率很高,可能已經(jīng)超過(guò)了行波采集裝置的采樣率,所以固有頻率法存在測(cè)距的死區(qū)。截至目前,尚未見(jiàn)到固有頻率法工程實(shí)用案例報(bào)道。

3 故障分析法測(cè)距

根據(jù)直流輸電線路輸電距離長(zhǎng)、直流電氣量不具備工作頻率的特點(diǎn),一般采用基于分布參數(shù)模型、利用時(shí)域量的故障分析法進(jìn)行測(cè)距。

3.1 故障分析法測(cè)距的基本原理

目前,故障分析在直流輸電線路測(cè)距中的具體做法是:根據(jù)故障條件下的電壓、電流沿線分布特征求出故障點(diǎn)的位置。文獻(xiàn)[48-49]提出了一種利用沿線電壓分布的直流輸電線路雙端測(cè)距算法,該算法從線路的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別向?qū)?cè)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算故障后輸電線路上各點(diǎn)的電壓,計(jì)算所采用的輸電線路模型是Bergeron模型,利用兩次算得的電壓在故障點(diǎn)處時(shí)相等這一原理構(gòu)造測(cè)距判據(jù)。文獻(xiàn)[50]提出了一種基于電氣量沿線分布的單端故障測(cè)距算法,該方法在計(jì)算出電壓和電流沿線分布特征的基礎(chǔ)上,實(shí)時(shí)計(jì)算各點(diǎn)上電壓和電流的比值,利用故障點(diǎn)上二者的比值總是過(guò)渡電阻這一性質(zhì)來(lái)測(cè)距。

3.2 故障分析法測(cè)距的研究現(xiàn)狀

故障分析法的本質(zhì)是求解輸電線路波動(dòng)方程以得到電氣量的沿線分布,輸電線路模型誤差是求解結(jié)果誤差的主要來(lái)源,因此消減模型誤差的影響是故障分析法的主要研究?jī)?nèi)容。文獻(xiàn)[51]將遺傳算法引入時(shí)域故障分析測(cè)距算法中,改善了線路參數(shù)不準(zhǔn)確情況下沿線電壓分布計(jì)算不準(zhǔn)的問(wèn)題。文獻(xiàn)[52]改進(jìn)了直流輸電線路雙端測(cè)距算法,針對(duì)線路參數(shù)不準(zhǔn)確和兩端數(shù)據(jù)不同步導(dǎo)致測(cè)距出現(xiàn)誤差的問(wèn)題,將測(cè)距結(jié)果、直流線路參數(shù)和兩端信號(hào)采集時(shí)鐘誤差一起作為未知數(shù)，構(gòu)造出多變量最優(yōu)化問(wèn)題,給所有變量設(shè)定取值范圍,然后用遺傳算法尋找最優(yōu)解。文獻(xiàn)[53]利用Pearson相關(guān)系數(shù)測(cè)量故障后，電壓和已有模式的電壓相似性來(lái)進(jìn)行故障定位。文獻(xiàn)[54]針對(duì)Bergeron模型中將線路電阻作為集中參數(shù)分段計(jì)入而導(dǎo)致模型不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題,將電阻作為分布參數(shù)計(jì)入線路模型,使得算法采用的線路模型更為精確。綜上所述,削減模型誤差的影響主要有兩個(gè)思路:第一個(gè)思路是利用最優(yōu)化算法或者相似性算法對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行修正,這種思路沒(méi)有提高模型的精度,修正的標(biāo)準(zhǔn)也很難確定,所以并沒(méi)有從本質(zhì)上解決模型誤差的問(wèn)題;第二個(gè)思路是采用更精確的線路模型,理論上可以提高測(cè)距的精度，但是提高模型的準(zhǔn)確度會(huì)因引入高階微分而導(dǎo)致數(shù)據(jù)病態(tài)。

還有一些學(xué)者將沿線電氣量的分布和行波相結(jié)合,計(jì)算行波量的沿線分布,計(jì)算出的行波量的突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)[55-57]。

綜上所述,故障分析法是一種穩(wěn)定性較好的故障定位方法,但是針對(duì)線路模型誤差導(dǎo)致測(cè)距精度不高的問(wèn)題還沒(méi)有很好的解決方案。截至目前,也尚未見(jiàn)到該方法的工程實(shí)用案例報(bào)道。

4 后續(xù)研究的建議與設(shè)想

由以上分析可知,行波法是目前較為成熟的直流輸電線路故障測(cè)距方法,因此,后續(xù)研究重點(diǎn)建議仍然放在行波法上,有以下幾條建議。

1)針對(duì)高阻等弱故障情況下行波測(cè)距裝置無(wú)法啟動(dòng)和波頭難以識(shí)別的問(wèn)題,研究弱故障檢測(cè)算法,根據(jù)算法的檢測(cè)結(jié)果制定浮動(dòng)的啟動(dòng)門檻值和運(yùn)用靈敏度更高的識(shí)別算法。

2)直流輸電線路具備使用反向行波進(jìn)行故障測(cè)距的基本條件,雙端法使用的第一個(gè)反向行波還沒(méi)有發(fā)生反射,不受反射系數(shù)頻變的影響。因此，使用反向行波測(cè)距是解決雙端行波測(cè)距中的波頭振蕩問(wèn)題的一個(gè)思路。

3)邊界上裝有串聯(lián)補(bǔ)償裝置的交流輸電線路的測(cè)距問(wèn)題和反射系數(shù)頻變問(wèn)題有相似之處,都是存在波頭變緩的現(xiàn)象,可以借鑒串補(bǔ)問(wèn)題的解決方案,如文獻(xiàn)[58]提出的一種利用能量比函數(shù)進(jìn)行串補(bǔ)線路行波標(biāo)定的方法。

4)初始電流行波和故障點(diǎn)反射波都可以看作是入射電流行波在輸電線路邊界上激勵(lì)產(chǎn)生的。在辨識(shí)出較為準(zhǔn)確的反射系數(shù)時(shí)，可以提取入射電流行波,利用入射電流行波測(cè)距也可以消除反射系數(shù)頻變的影響。

5)固有頻率法和故障分析法目前都處于仿真研究階段,其工程實(shí)用性還有待考證,因此這兩種方法應(yīng)該定位在行波測(cè)距的輔助算法,可以將其穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)與行波法的準(zhǔn)確性優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,進(jìn)行組合測(cè)距。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)現(xiàn)階段直流輸電線路故障測(cè)距技術(shù)的研究狀況進(jìn)行了比較全面的總結(jié),行波測(cè)距法較為成熟,但是存在可靠性差、精度有待進(jìn)一步提高的問(wèn)題。固有頻率法和故障分析法都具有穩(wěn)定性好、可靠性高的優(yōu)勢(shì),但是死區(qū)和準(zhǔn)確度的問(wèn)題影響其發(fā)展。因此,建議應(yīng)該進(jìn)一步提高行波法的可靠性和測(cè)距精度,并將行波法和其他兩種測(cè)距方法的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,發(fā)展組合測(cè)距技術(shù)。

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