基于廣域信息的電力系統(tǒng)故障元件定位方法研究.pdf

1、新型廣域后備保護(hù)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的問題是快速準(zhǔn)確的故障元件定位。適應(yīng)于新型廣域后備保護(hù)的故障定位方法，依靠的數(shù)據(jù)是由WAMS提供的電壓電流同步向量等信息。故障定位在快速性上要求必須在后備保護(hù)動(dòng)作所需的延時(shí)之前完成，并留出足夠的時(shí)間用以調(diào)整相關(guān)保護(hù)定值。本文對(duì)基于WAMS的電力系統(tǒng)故障元件定位方法進(jìn)行了深入的分析和研究，主要的工作包括：
　　 (1)根據(jù)復(fù)雜電力系統(tǒng)不同的故障類型，提出了一種系統(tǒng)故障的聚類分析定位方案。主要采用模糊聚類

2、分析和系統(tǒng)聚類分析等理論方法，對(duì)系統(tǒng)故障所導(dǎo)致變化的電氣量進(jìn)行了歸類分析，并有效地解決了廣域后備保護(hù)系統(tǒng)中快速界定故障區(qū)域的問題。
　　 (2)在聚類分析快速界定故障區(qū)域的基礎(chǔ)上，提出了一種電力系統(tǒng)故障元件定位的模式識(shí)別方法，主要利用模式識(shí)別理論中的模式分類技術(shù)和判別分析原理來研究系統(tǒng)故障所導(dǎo)致的電氣量顯著變化的內(nèi)在統(tǒng)計(jì)規(guī)律。針對(duì)對(duì)稱和不對(duì)稱短路故障時(shí)出現(xiàn)的相序電壓電流等電氣量，采用模式分類技術(shù)和判別分析原理能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的定位

3、故障元件，進(jìn)而為故障隔離奠定基礎(chǔ)。
　　 (3)基于主成分分析理論，本文提出了兩種利用PMU實(shí)時(shí)量測信息的電力系統(tǒng)故障特征提取方案，即主成分節(jié)點(diǎn)系數(shù)方案和主成分節(jié)點(diǎn)得分方案。其中，主成分節(jié)點(diǎn)系數(shù)方案能夠通過對(duì)節(jié)點(diǎn)系數(shù)的分析得到故障特征：即故障元件對(duì)應(yīng)著主成分系數(shù)的最大變量。而在主成分節(jié)點(diǎn)得分方案中，系統(tǒng)故障一般對(duì)應(yīng)著主成分的最大得分變量，這兩種方案均可以獨(dú)立的進(jìn)行故障定位?；谥鞒煞址治隼碚摰墓收显ㄎ凰惴?，具有很強(qiáng)的抗干擾能

4、力，并能夠滿足系統(tǒng)冗余性的要求。
　　 (4)從理論和應(yīng)用兩個(gè)層面對(duì)非線性復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了深入廣泛地研究。探索性地利用上述理論對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與故障狀態(tài)所具有的動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了討論和分析。針對(duì)廣域測量系統(tǒng)中PMU實(shí)時(shí)量測信息的符號(hào)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，本文提出通過計(jì)算Lyapunov指數(shù)來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的確定故障位置。經(jīng)過計(jì)算，在電力系統(tǒng)故障情況下，實(shí)際的故障位置往往靠近具有最大Lyapunov指數(shù)的位置，并且離故障點(diǎn)越近，對(duì)應(yīng)