基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距

李斌; 张纪航; 刘海金; 李晔

doi:10.16081／j.epae.201909001

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距

交直流混联电网保护技术 | 更新时间：2026-06-30

- 基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距
- Fault location of HVDC transmission lines based on waveform similarity analysis
- 电力自动化设备 2019年39卷第9期页码：27-32
- 作者机构：
  
  天津大学智能电网教育部重点实验室，天津 300072
- 作者简介：
  
  李斌（1976 —），男，甘肃兰州人，教授，博士研究生导师，博士，主要研究方向为电力系统保护与控制（E-mail：libin_tju@126.com）；
  张纪航（1993 —），男，福建南平人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统保护与控制（E-mail：zhangjh_tju@163.com）；
  刘海金（1990 —），男，山西临汾人，博士研究生，主要研究方向为电力系统保护与控制（E-mail：liuhaijin@tju.edu.cn）。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51677126)
- DOI：10.16081／j.epae.201909001
  中图分类号： TM 77;TM 721.1
- 收稿：2018-11-28，
  
  修回：2019-06-18，
  
  纸质出版：2019-09-10
- 稿件说明：
移动端阅览
李斌,张纪航,刘海金等.基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距[J].电力自动化设备,2019,39(09):27-32.

LI Bin,ZHANG Jihang,LIU Haijin,et al.Fault location of HVDC transmission lines based on waveform similarity analysis[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):27-32.
李斌,张纪航,刘海金等.基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距[J].电力自动化设备,2019,39(09):27-32. DOI： 10.16081／j.epae.201909001.

LI Bin,ZHANG Jihang,LIU Haijin,et al.Fault location of HVDC transmission lines based on waveform similarity analysis[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):27-32. DOI： 10.16081／j.epae.201909001.

摘要

为了克服行波测距原理耐受过渡电阻能力较弱以及所需采样率过高的缺陷，提出了一种基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距方法。基于正向、反向差电流与故障点电流的函数关系，利用Pearson相关系数分析2种差电流波形相似性并提取故障位置的相关信息。所提方法利用线路两端电压、电流的时域信息，受过渡电阻影响较小，具备较强的抗噪声能力，可靠性高。经过PSCAD／EMTDC仿真验证，所提方法能够实现线路全长的准确故障定位。

Abstract

In order to overcome the shortcomings of the traveling wave fault location principle that performs worse in high-resistance fault and requires extremely high sampling frequency，a fault location method based on waveform similarity for HVDC（High Voltage Direct Current） power transmission lines is proposed. Based on the functional relationship between positive and negative differential currents and fault point current，the waveform similarity between positive and negative differential currents is analyzed by using Pearson correlation coefficient and the corresponding information of fault location is extracted. The proposed method takes use of time-domain information of voltages and currents at both ends，is less affected by the transition resistance and noise，and shows high reliability. PSCAD／EMTDC simulation verifies that the proposed method can achieve accurate fault location of the full length of power transmission line.

关键词

Keywords

references

赵婉君 . 高压直流输电工程技术［M］. 北京：中国电力出版社， 2004 ： 1 - 25 .

葛耀中 . 新型继电保护与故障测距原理与技术［M］. 西安：西安交通大学出版社， 2007 ： 182 - 187 .

王少荣，赵研卉 . 双极HVDC输电线路行波故障定位［J］. 高电压技术， 2007 ， 33 （ 7 ）： 124 - 128 .

WANG Shaorong ， ZHAO Yanhui . Travelling-wave fault location of double-pole HVDC transmission system ［J］. High Vol-tage Engineering ， 2007 ， 33 （ 7 ）： 124 - 128 .

刘兵，胡勇，阮江军，等 . 基于小波分析频差性的电力电缆故障测距［J］. 电力自动化设备， 2009 ， 29 （ 3 ）： 22 - 27 .

LIU Bing ， HU Yong ， RUAN Jiangjun ， et al . Power cable fault locating based on frequency difference character of wavelet analysis ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2009 ， 29 （ 3 ）： 22 - 27 .

顾艳，王玉忠 . 基于小波变换和数学形态学的双回线故障测距［J］. 电力自动化设备， 2011 ， 31 （ 12 ）： 34 - 38 .

GU Yan ， WANG Yuzhong . Fault location based on wavelet transform and mathematical morphology for double-circuit transmission lines ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2011 ， 31 （ 12 ）： 34 - 38 .

束洪春，程春和，赵文渊，等 . 形态学与HHT检测相结合的行波波头准确标定方法［J］. 电力自动化设备， 2009 ， 29 （ 7 ）： 1 - 7 .

SHU Hongchun ， CHENG Chunhe ， ZHAO Wenyuan ， et al . Accurate traveling-wave front detection based on morphology and HHT ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2009 ， 29 （ 7 ）： 1 - 7 .

廖凯，何正友，李小鹏 . 基于行波固有频率的高压直流输电线路故障定位［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 3 ）： 104 - 109 .

LIAO Kai ， HE Zhengyou ， LI Xiaopeng . Fault location for HVDC transmission line based on the natural frequency of traveling wave ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 3 ）： 104 - 109 .

刘可真，束洪春，于继来，等 . ± 800 kV特高压直流输电线路故障定位小波能量谱神经网络识别法［J］. 电力自动化设备， 2014 ， 34 （ 4 ）： 141 - 147 .

LIU Kezhen ， SHU Hongchun ， YU Jilai ， et al . Fault location based on wavelet energy spectrum and neural network for ± 800 kV UHVDC transmission line ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2014 ， 34 （ 4 ）： 141 - 147 .

MOHAMMAD F ， JAVAD S . A novel fault-location method for HVDC transmission lines based on similarity measure of voltage signals ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2013 ， 28 （ 4 ）： 2483 - 2490 .

宣文博，张艳霞，陈旭，等 . 基于行波差动电流的输电线路接地故障测距［J］. 天津大学学报（自然科学与工程技术版）， 2016 ， 49 （ 6 ）： 639 - 645 .

XUAN Wenbo ， ZHANG Yanxia ， CHEN Xu ， et al . Grounding fault location of transmission line by traveling wave differential current ［J］. Journal of Tianjin University（Science and Techno-logy）， 2016 ， 49 （ 6 ）： 639 - 645 .

JIALE S ， SHUPING G ， GUOBING S ， et al . A novel fault-loca-tion method for HVDC transmission lines ［J］. IEEE Tran-sactions on Power Delivery ， 2010 ， 25 （ 2 ）： 1203 - 1209 .

冯腾，董新洲 . 双端行波故障测距装置性能测试方法［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 9 ）： 114 - 120 .

FENG Teng ， DONG Xinzhou . Performance test method of two-terminal traveling wave fault location ［J］. Electric Power Auto-mation Equipment ， 2018 ， 38 （ 9 ）： 114 - 120 .

董新洲，雷敖宇，汤兰西，等 . 行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 185 - 191 .

DONG Xinzhou ， LEI Aoyu ， TANG Lanxi ， et al . Analysis of trave-ling wave characteristics and challenges and prospects of tra-veling wave differential protection technology ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 185 - 191 .

张武军，何奔腾 . 行波差动保护不平衡差流分析及实用方案［J］. 电力系统自动化， 2007 ， 31 （ 20 ）： 49 - 55 .

ZHANG Wujun ， HE Benteng . Analysis and application of unbalanced differential current in traveling wave differential protection ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2007 ， 31 （ 20 ）： 49 - 55 .

李斌，邱宏，洪潮，等 . 基于电压源型换流器的柔性直流系统快速方向保护［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 2 ）： 1 - 8 .

LI Bin ， QIU Hong ， HONG Chao ， et al . High-speed direction pro-tection of flexible DC system based on voltage source converter ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 28 （ 2 ）： 1 - 8 .

孔飞，张保会，王艳婷．基于行波波形相关性分析的直流输电线路纵联保护方案［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 20 ）： 108 - 114 ．

KONG Fei ， ZHANG Baohui ， WANG Yanting . A novel pilot pro-tection scheme for HVDC transmission lines based on waveform correlation analysis of traveling wave ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 20 ）： 108 - 114 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

新型输电线路单端电气量组合故障测距方法及其试验研究

基于原子分解和行波自然频率的单端故障测距方法

基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法

基于构网型MMC的混合直流输电受端系统小信号稳定性分析及振荡抑制

考虑元胞负荷时空特征的空间负荷预测方法