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基于广域测量的故障区段定位方法
摘要
随着电力系统规模的不断扩大和运行的复杂化，各种故障不可避免地发生。故障区段定位是电力系统配合故障过程中必不可少的一项任务。本文介绍了一种基于广域测量技术的故障区段定位方法。该方法通过大量的实时数据集成和分析，可以对故障区段进行快速准确的定位，实现故障一次定位，提高故障切除的效率和电力系统的可靠性和安全性。
关键词：广域测量技术，故障区段定位，数据集成和分析，电力系统
Abstract
Withtheexpansionofpowersystemscaleandthecomplexityofoperation,variousfaultsinevitablyoccur.Faultsectionlocationisanessentialtaskinpowersystemcoordinationduringfaultprocess.Thispaperintroducesafaultsectionlocationmethodbasedonwideareameasurementtechnology.Throughalargeamountofreal-timedataintegrationandanalysis,thismethodcanquicklyandaccuratelylocatefaultsections,realizingone-timefaultlocation,improvingtheefficiencyoffaultcut-off,andenhancingthereliabilityandsafetyofthepowersystem.
Keywords:wideareameasurementtechnology,faultsectionlocation,dataintegrationandanalysis,powersystem
一、引言
电力系统作为国家经济建设的基础和保障，其可靠性和安全性至关重要。然而，由于其规模的扩大和运行的复杂性，各种故障不可避免地会发生。故障是导致电力系统稳定性的主要原因之一，因此如何快速、准确地定位故障区段是电力系统故障处理的一个主要问题。
目前电力系统故障定位主要采用远方端、近端设备加装终端装置的方法进行。然而，该方法存在设备维护困难、工作量大、信息不可靠等缺点。近年来，随着广域测量技术的发展，广域测量系统已经成为了电力系统监控和处理的重要手段。因此本文将介绍一种基于广域测量技术的故障区段定位方法。
二、广域测量技术
广域测量系统是一种实时监控电力系统运行状态的技术。它通过安装在电力系统中各个节点的广域测量装置，采集电压、电流、频率、相位等实时数据，并通过网络进行实时传输和处理。
广域测量系统常用的广域测量装置有PMU（相量测量单元）和PDC（广域数据采集器）。PMU主要用于采集电压、电流等重要参数的实时数据，并通过高速通讯网络传输给数据处理中心；PDC则主要用于采集各个PMU的数据，并经过压缩和稀疏化等处理，再传输给数据处理中心。数据处理中心根据这些实时数据，进行故障检测、故障诊断和故障定位等处理。
三、故障区段定位方法
该方法主要包括数据采集、数据集成和分析、故障检测和故障区段定位等步骤。
1.数据采集
广域测量系统通过安装在电力系统中各个重要节点的PMU和PDC，采集电压、电流、频率、相位等实时数据，并通过高速通讯网络传输到数据处理中心。
2.数据集成和分析
数据处理中心通过数据集成和分析，实现对大量实时数据的分析和处理。数据分析主要包括特征提取、相角矫正、数据滤波等步骤。特征提取主要是通过对实时数据的初步分析，提取出与故障有关的特征量，如电压跌落、电流波形畸变等；而相角矫正则是采用同步边缘检测算法对相位进行校正，从而保证数据的准确性。数据滤波则是通过数字滤波器对数据进行滤波，去除噪声和干扰因素，进一步减少误判和误差。
3.故障检测
通过对数据的分析和处理，确定故障是否发生。故障检测主要包括采用状态量法、频率法和小波变换法进行故障检测。其中状态量法是利用广域测量数据的瞬时相位、电压幅值、电流幅值等参数来判断是否发生故障；频率法主要是通过测量电网频率是否偏离正常值来判断故障发生情况；小波变换法则是通过对电流信号的小波变换，提取出故障相关的高频成分，实现故障检测。
4.故障区段定位
当故障检测出故障发生后，根据故障检测出所在的区段进行故障区段定位。故障区段定位主要是根据故障信号在广域测量系统中的传播路径，确定故障的位置。故障区段定位一般采用粒子群优化算法（PSO）和遗传算法（GA）等相关优化算法来实现。
四、优点和应用前景
该方法具有以下优点：
1.改善故障处理能力。采用广域测量系统来定位故障，可以提高故障检测精度和故障处理速度，大幅度提高故障处理能力。