國內外研究現狀和發展動態
一、配電網故障行波定位方法研究現狀
輸電線路故障行波由故障點產生，沿線路以接近光速的速度傳輸到線路兩端變電站，并在波阻抗不連續點發生反射和折射。如能準確記錄故障初始行波及此行波的反射波，則可采用單端行波定位方法計算出故障距離，但來自故障點的反射波難于識別，此原理在實際應用中成功率不高；如在線路兩端記錄其初始行波到達時刻，而不考慮后續的折反射波，利用雙端行波定位原理精確計算出故障點位置。由于故障行波定位僅需測量行波波頭到達時間，無需對信號的頻譜進行復雜分析，檢測的特征量穩定、可靠、實現方便，因此行波定位在電力系統廣泛應用。
同樣，配電網故障行波定位方法可分為單端定位、雙端定位和網絡定位。
C型行波法屬于單端定位方法，由于其原理的特殊性，已成功應用于多分支的配電網絡。楊以涵課題組在C型行波法的研究方面做了大量研究，時也發表了不少相關的高水平學術論文，文獻[1]利用注入脈沖信號在正常線路與故障線路中的不同的反射特性可以實現故障定位；后來在此基礎之上也多次進行了改進，并提出了多種改進的C型行波法和其他與C型行波法相結合的綜合定位法[2]，取得了不錯的效果；文獻[3]在線路始端注入高幅值窄脈沖并檢測從線路返回的波形，比較進行自適應濾波后正常和故障兩種情況下的波形，得到故障距離。提出行波傳輸的特征波的概念。通過分析故障錄波的特征波，來確定故障分支。將故障測距和故障分支結果結合起來達到精確定位。
對于其它配電網單端定位方法，文獻[4]提出了基于數學形態學的配電網行波故障測距方案。在利用數學形態學對采集到的行波數據進行濾波后, 利用多分辨形態梯度變換提取行波波頭的模極大值, 進而確定故障點，該方法可有效排除干擾信號，辨識故障點的反射信號；文獻[5]利用小波包處理故障行波信號尋找信號奇異點，識別來自分支節點及其端點的反射信號，來確定故障區段；在確定了故障區段的基礎上，找到與故障點相關的2個反射波，并由這2個波的最大相關時間計算得到故障點到檢測端的距離，該定位方法主要與故障位置、線路結構有關，有較高的準確性；解決了行波反射波難以辨識的難點，文獻[6]提出了利用零模行波分量和線模行波分量速度差的故障測距新算法，只判斷零模行波分量和線模行波分量到達線路電源側的初始行波波頭，不受分支和反射波的影響。單端定位方法的主要難點是：難以辨識來自故障點/對端母線的反射波與來自波阻抗不連續點的反射波。
雙端定位方法是利用故障行波第一波頭到達輸電線路兩側變電站的時間差進行定位計算。由于配電網系統特有的多分支樹型線路結構，混合線路中行波波速不恒定等因素，傳統的雙端行波定位方法原理難以適用于配電網，因此，有學者對此方法進行優化，提出了基于時間變量的故障搜索算法，克服了波速不連續對故障測距的影響，能夠有效地對配電網混合線路進行故障定位。但該方法沒有解決配電網結構復雜，多分支而引起的偽故障點的問題[7]-[9]。
網絡定位方法是融合各變電站記錄的初始行波波頭到達時刻進行定位計算。該項目導師前期對高壓輸電網故障行波網絡定位進行了深入研究，實現了基于整個電網的故障行波定位網絡和基于網絡的故障行波定位方法，實驗室測試和現場運行均取得了良好的效果。該項目擬把導師前期研究的高壓輸電網故障行波網絡定位的思想拓展到配電網。提出了基于圖論的配電網定位方法，適用于結構較為簡單的配電網[10]。文獻[11]提出了一種多端行波故障定位方法。將配電網網絡時間信息傳輸到故障管理中心，選取時間最短的三個變壓器首先確定故障區域，然后排除偽故障點進而確定故障位置。文獻[12]提出了主、輔測距系統，在配電線路的主干線路兩側裝設測距裝置，在分支線路末端裝設測距裝置，構成多端測距模式，通過和主干線路兩側的測距裝置相互配合實現對分支線路故障的精確定位，降低行波定位在輻射狀配電線路上應用所帶來的投資及維護成本。
雖然國內外已經對配電網故障定位技術進行了廣泛而深入的研究，并取得豐富的成果，但均存在一些缺點，無法充分滿足配電自動化運行的要求。為此，本項目將立足新思路、采用新技術，將交流輸電網故障行波定位的思想拓展到配電網，利用暫態行波信號傳播速度快，不受系統運行方式變化的特點，有望實現快速、準確、可靠的配電網故障定位。
二、參考文獻
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