CN103076533A - 电网中线路参数和故障扰动的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力系统测控技术领域中的一种电网中线路参数和故障扰动的分析方法。包括：测量单元测量该测点的各工频周期内的电气数据；未发生故障扰动时计算电阻参数和工频电感参数，发生故障扰动时提取测点的电压扰动变量和电流扰动变量；确定距离故障扰动点最近的测点和故障扰动点所在的输电线路；在发生低频振荡故障扰动时，确定低频振荡扰动源所在的输电线路；否则，计算故障扰动点的位置以及故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径；在发生短路故障扰动时，计算电压扰动边界圆的半径；在发生断线故障扰动时，计算电流扰动边界圆的半径。本发明解决了电网稳定运行状态下输电线路工频参数、电网中故障扰动点位置和故障扰动区域的计算问题。

Description

电网中线路参数和故障扰动的分析方法

技术领域

本发明属于电力系统测控技术领域，尤其涉及一种电网中线路参数和故障扰动的分析方法。

背景技术

对于大规模电网中的输电线路，由于其电压等级高，而且一般线路长达数百公里，使得线路首末两端同时的运行数据难以及时获得，造成线路运行工频参数计算的困难。然而，输电线路工频运行参数的及时准确计算对于提高大规模电网运行的经济性，合理配置电网中各发电机组的发电量以减少电能在电网中传输时产生的损耗，具有重要意义。另外，由于设备老化和气象因素的影响，电网中会发生各种不同形式的故障扰动。例如：线路上会发生短路故障，线路遭受腐蚀会老化发生断线故障，电网中会发生发电机机组或大容量负荷被切除等问题。当电网中发生以上类型的故障扰动时，如何快速确定故障扰动点的位置，为实施电网故障扰动后的控制措施，以保障电网的安全稳定运行具有重要意义。

随着高速通讯网络技术的发展和GPS（Global Position System）同步时钟技术在电网中广泛使用，各省地区的电网控制中心已经在电网中的不同结点上安装了大量的能够标注GPS同步时钟的电网运行数据采样测量装置PMU（PhaseMeasuring Unite，相量测量单元），PMU能够采集电网中各个关键节点上的运行数据，并传送到电网调度控制中心，电网监控中心能够采集电网的实时运行数据。

在名称为“电网中故障扰动点的定位方法”（公开号：102435912A，公开日：2012年5月12日）的中国专利申请文件中，提供了一种电网中的短路故障扰动和低频振荡扰动的扰动点定位方法。在该文献中，发明人提供的短路故障扰动点和低频振荡扰动的点定位方法都是：先确定距离扰动点最近的节点，然后计算与该最近的节点相邻的所有节点之间的扰动电压衰减率，并通过扰动电压衰减率及扰动电压衰减率平均值确定短路故障扰动点，这种方法的计算速度较低且误差较大。另外，在该文献中，没有讨论断线故障扰动时，扰动点的定位方法；也没有提供在发生故障扰动时，故障区域的圆心坐标和半径的计算方法；没有提供在发生短路故障扰动时，电压扰动边界圆的半径的计算方法；以及没有提供在发生断线故障扰动时，电流扰动边界圆的半径的计算方法。

但是，目前电网监控中心采集的都是有效值数据，该类有效值数据还无法用于快速提取电网中的故障扰动变量，无法实现电网中故障扰动的快速监测，限制了电网监控中心的功能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电网中线路参数和故障扰动的分析方法，用以增加目前相量测量单元PMU装置用于线路工频参数计算和故障扰动定位的快速监测功能，实现电网监控中心对大规模电网中故障扰动的快速监测。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种电网线路参数和故障扰动分析方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：利用安装在电网中不同测点的带有GPS时标的相量测量单元测量该测点的各工频周期内的电气数据,并将测量的电气数据发送至电网控制中心；

所述电气数据为各相相电压的最大值、相电压的最小值、相电流的最大值、相电流的最小值及其对应的时刻;

步骤2：电网控制中心根据所述测量的电气数据，判断电网中是否发生故障扰动，如果电网中没有发生故障扰动，则执行步骤3；否则，执行步骤4；

所述判断电网中是否发生故障扰动具体是：当一个工频周期内的任意一相相电压的最大值与该工频周期内对应相的相电压的最小值的差的绝对值以及该工频周期内的任意一相相电流的最大值与该工频周期内的对应相的相电流的最小值的差的绝对值都大于等于设定阈值时，则电网中发生故障扰动，执行步骤4；否则，电网中没有发生故障扰动，执行步骤3；

步骤3：计算各相邻测点间输电线路的电阻参数和工频电感参数，结束；

步骤4：提取每个测点各相线路的电压扰动变量和电流扰动变量；

步骤5：确定距离故障扰动点最近的测点；

所述确定距离故障扰动点最近的测点具体是，先确定每个测点的电压扰动变量的极大值，然后比较各测点电压扰动变量的极大值，找出最大的电压扰动变量极大值所在的测点，该测点即为距离故障扰动点最近的测点；

步骤6：确定故障扰动点所在的输电线路；

步骤7：判断故障扰动是否为低频振荡故障扰动，如果故障扰动为低频振荡故障扰动，则执行步骤8；否则，执行步骤9；

步骤8：确定低频振荡扰动源所在的输电线路，而后结束；

步骤9：计算故障扰动点的位置，并计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径；

步骤10：判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动；当故障扰动是短路故障扰动时，执行步骤11；当故障扰动是断线故障扰动时，执行步骤12；

所述判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动具体是：先确定距离故障扰动点最近的测点g的所有相邻测点f_i，i＝1,2,...,n，n是所有与测点g相邻的测点的数目；然后，在发生故障扰动时刻之前的一个工频周期和之后的一个工频周期内，计算测点g的电压扰动变量极大值ΔU_g，max以及测点g的所有相邻测点f_i的电压扰动变量极大值如果对于任意的测点f_i，不等式

都成立，则故障扰动是短路故障扰动；如果存在至少一个测点f_i，使得

成立，则故障扰动是断线故障扰动；ε₁和ε₂为设定的正数；

步骤11：计算电压扰动边界圆的半径，而后结束；

步骤12：计算电流扰动边界圆的半径。

所述计算各相邻测点间输电线路的电阻参数采用公式：

$R_{j(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)i_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}^2\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|,$

所述计算各相邻测点间输电线路的工频电感参数采用公式：

$L_{j(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)i_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}^2\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|/314,$

其中，R_j(e，f)是第e个测点与第f个测点之间的第j相输电线路的电阻，L_j(e，f)是第e个测点与第f个测点之间的第j相输电线路的工频电感，u_jem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值，i_jem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值，u_jfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值，i_jfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值，T_ujem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ujfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ijem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值对应的时刻，T_ijfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值对应的时刻，T_ujem(n-1)是第e个测点在第n-1个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ujfm(n-1)是第f个测点在第n-1个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，第j相是三相电压的A相、B相或者C相。

所述确定故障扰动点所在的输电线路采用公式：

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \left|\frac{{\mathrm{du}}_{g\max }\stackrel{n}{-}{\mathrm{du}}_{k\max }}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}}\right|,$

其中，du_gmax是测点g的电压扰动变量极大值，测点g是距离故障扰动点最近的测点，du_kmax是测点k的电压扰动变量极大值，测点k是与测点g相邻的测点，JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，n是与测点g相邻的测点的个数，ρ_gk是电压扰动变量在测点g与测点k间的输电线路上的衰减率，

即故障扰动点所在的输电线路为电压扰动变量在距离故障扰动最近的测点和与其相邻的所有测点间的输电线路上的衰减率最小的输电线路。

所述确定低频振荡扰动源所在的输电线路具体采用公式：

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })\stackrel{n}{-}({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}},$

其中，ur_gmax是在设定时间段内测点g的电压有效值的最大值，ur_gmin是在该设定时间段内测点g的电压有效值的最小值，测点g是在该设定时间段内最大的电压有效值与最小的电压有效值的差为最大的测点，ur_kmax是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最大值，ur_kmin是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最小值，测点k是与测点g相邻的测点，电压有效值为相电压最大值的

n是与测点g相邻的测点的数目，JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，ρur_gk是电压有效值的振幅在测点g与测点k间输电线路上的衰减率， ${\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}=\frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })-({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}},$ 即低频振荡扰动源所在的输电线路为电压有效值的振幅最大的测点和与其相邻的所有测点间输电线路上的衰减率最小的输电线路。

所述计算故障扰动点的位置具体是，对于直线形输电线路，采用4个相邻测点计算故障扰动点的位置，4个相邻测点分别为测点h、测点g、测点f和测点e，且测点h、测点g、测点f和测点e满足：测点g和测点f间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，测点h是与测点g相邻的测点，测点e是与测点f相邻的测点，并且测点h、测点g、测点f和测点e顺次布置在一条直线上，其计算公式为：

$s=\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gf}}+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\·\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}}{\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gh}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gh}}}+\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}},$

其中，Δdu_gf是测点g与测点f之间的电压扰动变量的差，Δdu_gf＝du_g-du_f，du_g和du_f分别是测点g和测点f的电压扰动变量；Δdu_fe是测点f与测点e之间的电压扰动变量的差，Δdu_fe＝du_f-du_e，du_f和du_e分别是测点f和测点e的电压扰动变量；Δdu_gh是测点g与测点h之间的电压扰动变量的差，Δdu_gh＝du_g-du_h，du_g和du_h分别是测点g和测点h的电压扰动变量，JL_gf是测点g与测点f间输电线路的长度，JL_fe是测点f与测点e间输电线路的长度，JL_gh是测点g与测点h间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

所述计算故障扰动点的位置具体是，对于直线形输电线路，采用2个相邻测点计算故障扰动点的位置，所述2个相邻测点为测点f和测点g且满足：测点f和测点g间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，其计算公式为：

$s=\frac{(\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{\Δu}}_{\mathrm{fg}}}+{\mathrm{ki}}_{f0})\·{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{ki}}_{f0}+{\mathrm{ki}}_{g0}},$

其中，Δdu_fg是测点f与测点g之间的电压扰动变量的差，Δdu_fg＝du_f-du_g，du_f和du_g分别是测点f和测点g的电压扰动变量；KL_fg是测点f与测点g间输电线路的长度；Δu_fg是在没有发生故障扰动时，测点f与测点g之间的电压差，Δu_fg＝u_f-u_g，u_f和u_g分别是没有发生故障扰动时测点f和测点g的电压，ki_f0是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_f是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_f)是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量极大值，i_f是没有发生故障扰动时测点f的电流，max(i_f)是没有发生故障扰动时测点f的电流最大值；ki_g0是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_g是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_g)是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值，i_g是没有发生故障扰动时测点g的电流，max(i_g)是没有发生故障扰动时测点g的电流最大值，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

所述计算故障扰动点的位置具体是，对于辐射形输电线路，当故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路时，计算故障扰动点的公式为：

$s=\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_f+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\×\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}}{\underset{w=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_w}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gw}}}+\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}},$

其中，du_g是测点g的电压扰动变量，du_f是测点f的电压扰动变量，du_w是与测点g相邻的非故障扰动线路上的第w个测点的电压扰动变量；du_k是与测点f相邻的非故障扰动线路上的第k个测点的电压扰动变量；n是与测点g相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，m是与测点f相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，JL_gf是测点g与测点f间输电线路的长度；JL_fk是测点f与测点k间输电线路的长度，JL_gw是测点g与测点w间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

当故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路时，所述计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径采用公式：

$\left\{\begin{array}{c}{r}_o=\frac{1}{2}(r_{\mathrm{gf}}-\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_g}{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_h}\×r_{\mathrm{gh}})\\ x_o=x_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(x_f-x_g)\\ y_o=y_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(y_f-y_g)\end{array}\right.$

其中，r_o是故障扰动圆形区域的半径，x_o是故障扰动圆形区域的圆心的横坐标，y_o是故障扰动圆形区域的圆心的纵坐标，r_gf是测点g到测点f之间的直线距离，

r_gh是测点g到测点h之间的直线距离，

测点h是与测点g相邻的非故障线路上的测点，x_g是测点g的横坐标，y_g是测点g的纵坐标，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_h是测点h的横坐标，y_h是测点h的纵坐标。

所述计算电压扰动边界圆的半径采用公式：

$\mathrm{ru}=\frac{\frac{{\mathrm{ru}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\frac{{\mathrm{du}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}},$

其中，ru是电压扰动边界圆半径，du_fmax是距离故障点最近的测点f的电压扰动变量极大值，du_emax是与测点f相邻的测点e的电压扰动变量极大值，r_fe为测点f与测点e之间的直线距离，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

所述计算电流扰动边界圆的半径采用公式：

$\mathrm{ri}=\frac{\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|},$

其中，ri是电流扰动边界圆的半径，di_fmax是距离故障点最近的测点f的电流扰动变量极大值，di_emax是与测点f相邻的测点e的电流扰动变量极大值，r_fe是测点f与测点e的直线距离，

x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

本发明解决了电网稳定运行状态下输电线路工频参数的计算、以及电网中故障扰动点定位和故障扰动区域的直观显示问题，同时提高了现有PMU测量装置获取的电网中各节点相关数据的利用价值，提高了电网控制中心的监控功能。

附图说明

图1是电网中线路故障扰动的分析方法流程图；

图2是直线形输电线路上采用4个相邻测点计算故障扰动点位置的示意图；

图3是计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径的示意图；

图4是发生短路故障扰动时的电压扰动边界圆的位置示意图；

图5是发生断线故障时计算电流扰动边界圆的半径的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是电网中线路故障扰动的分析方法流程图。如图1所示，电网中线路故障扰动的分析方法包括：

步骤1：利用安装在电网中不同测点的带有GPS时标的相量测量单元测量该测点的各工频周期内的电气数据,并将测量的电气数据发送至电网控制中心；其中，电气数据为各相相电压的最大值、相电压的最小值、相电流的最大值、相电流的最小值及其对应的时刻。

本实施例中，在安装了具有GPS时标的PMU装置的测点上，每个PMU装置分别同时连续采样各测点线路上滤除干扰的工频50Hz的A相电压和电流，然后在每个工频50Hz周期的采样测量数据中确定电压、电流的最大值和最小值及其对应的时刻，并将该电压、电流的最大值和最小值及其对应的时刻数据发送到电网控制中心。对于使用光纤的高速通讯网络，同时将B相和C相的同样格式数据发送到电网调度控制中心，用于同样原理的分析计算。

步骤2：电网控制中心根据所述测量的电气数据，判断电网中是否发生故障扰动，如果电网中没有发生故障扰动，则执行步骤3；否则，执行步骤4。

电网控制中心接收各相量测量单元上传的各相电压、电流最大值和最小值及其对应时刻的数据，根据接收的数据判断电网是处于稳定运行状态还是发生了故障扰动。具体方法是：分别将最新收到的一个工频周期内的电压最大值、最小值数据进行比较；同时，将最新收到的一个工频周期内的电流最大值、最小值数据进行比较，如果其差值绝对值基本相等，说明电网处于稳定运行状态；反之，说明电网中有故障扰动发生。例如：令收到的第e个节点第n个工频周期的A相电压最大值和最小值分别为u_(e，A)max(n)和u_(e，A)min(n)，A相电流最大值和最小值分别为i_(e，A)max(n)和i_(e，A)min(n)，那么如果以下2个不等式都成立，说明电网处于稳定运行状态,

|u_(e,A)max(n)-|u_(e,A)min(n)‖＜ε

i_(e，A)max(n)-i_(e，A)min(n)‖＜ε

如果上述2个不等式中只要有一个不成立，则说明电网中有故障扰动发生。其中，ε是设定值。

当电网中发生故障扰动，执行步骤4；否则，电网中没有发生故障扰动，执行步骤3。

步骤3：计算各相邻测点间输电线路的电阻参数和工频电感参数，而后结束。

以相邻的第e个测点与第f个测点A相电压和电流测量值为例，该两相邻测点间输电线路的电阻参数的计算公式为：

$R_{A(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{Aem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{Aem}}\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{uAem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{iAem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{uAem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{uAem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{Afm}}\left(n\right)i_{\mathrm{Afm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{Aem}}^2\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{uAfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{iAfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{uAfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{uAfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|,$

该相邻测点间输电线路的工频电感参数的计算公式为：

$L_{A(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{Aem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{Aem}}\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{uAem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{iAem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{uAem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{uAem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{Afm}}\left(n\right)i_{\mathrm{Afm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{Aem}}^2\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{uAfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{iAfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{uAfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{uAfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|/314,$

其中，R_A(e，f)是第e个测点与第f个测点间输电线路A相的电阻，L_A(e，f)是第e个测点与第f个测点间输电线路A相的工频电感参数，u_Aem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的A相电压最大值，i_Aem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的A相电流最大值，u_Afm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的A相电压最大值，i_Afm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的A相电流最大值，T_uAem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的A相电压最大值对应的时刻，T_uAfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的A相电压最大值对应的时刻，T_iAem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的A相电流最大值对应的时刻，T_iAfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的A相电流最大值对应的时刻，T_uAem(n-1)是第e个测点在第n-1个工频周期内的A相电压最大值对应的时刻，T_uAfm(n-1)是第f个测点在第n-1个工频周期内的A相电压最大值对应的时刻。

步骤4：提取每个测点各相线路的电压扰动变量和电流扰动变量。

当电网中发生了故障扰动，即步骤2中的任一不等式不成立，则需要计算各测点的电压扰动变量和电流扰动变量。

以下以第e个测点的数据为例说明如何提取电压扰动变量和电流扰动变量，其它测点的电压扰动变量和电流扰动变量的计算类似。对于电网控制中心收到的测点e的第n个工频周期和第n-1个工频周期的A相电压最大值的两个点数据及其对应的时刻： $(u_{(e,A)\max }(n-1),T_{u_{(e,A)\max }(n-1)}),(u_{(e,A)\max }\left(n\right),T_{u_{(e,A)\max }}\left(n\right)),$ 利用数据插值方法，在该两点数据之间拟合出电压最大值变化曲线

同样对于电压最小值的两个点的数据： $(u_{(e,A)\min }(n-1),T_{u_{(e,A)\min }}(n-1)),(u_{(e,A)\min }\left(n\right),T_{u_{(e,A)\min }}\left(n\right)),$ 拟合出电压最小值变化曲线

将电压最大值曲线和最小值曲线相加，便可得到能够反映电压变化特征的电压扰动变量du_e(n)(t)，即：

对于电网控制中心收到的测点e的第n个工频周期和第n-1个工频周期的A相电流最大值的两个点数据及其对应的时刻： $(i_{(e,A)\max }(n-1),{T_i}_{(e,A)\max }(n-1)),(i_{(e,A)\max }\left(n\right),T_{i_{(e,A)\max }}\left(n\right))$ 利用数据插值方法，在该两点数据之间拟合出电流最大值变化曲线

同样对于电流最小值的两个点的数据： $(i_{(e,A)\min }(n-1),{T_i}_{(e,A)\min }(n-1)),(i_{(e,A)\min }\left(n\right),T_{i_{(e,A)\min }}\left(n\right)),$ 在该两点数据之间，拟合出电流最小值变化曲线将电流最大值曲线和最小值曲线相加，便可得到能够反映电流变化特征的电流扰动变量di_e(n)(t)，即：

提取每个测点各相线路的电压扰动变量和电流扰动变量已经以本领域技术人员的公知性常识技术，本发明中不再赘述。

步骤5：确定距离故障扰动点最近的测点；

确定距离故障扰动点最近的测点具体是，先确定每个测点的电压扰动变量的极大值，然后比较各测点电压扰动变量的极大值，找出最大的电压扰动变量极大值所在的测点，该测点即为距离故障扰动点最近的测点。

步骤6：确定故障扰动点所在的输电线路。

首先，计算每个测点的电压扰动变量振幅，具体是以发生故障扰动时刻之前的一个工频周期和之后的一个工频周期作为参考区间，计算每个测点在所述参考区间内的电压扰动量的极大值，将其作为该测点的电压扰动变量振幅，即ΔU_g，max＝max(du_g(n)(t))，t∈[t_l-1，t_l]，其中，ΔU_g，max为电压扰动变量振幅，[t_l-1，t_l]为时间参考区间。

然后，确定电压扰动变量振幅的值最大的测点，该测点为距离故障扰动点最近的测点。假设测点g是距离故障扰动点最近的测点，利用公式

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \left|\frac{{\mathrm{du}}_{g\max }\stackrel{n}{-}{\mathrm{du}}_{k\max }}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}}\right|---\left(1\right)$

计算故障扰动点所在的输电线路，其中，du_gmax是测点g的电压扰动变量极大值，k是与测点g相邻的测点，du_kmax是测点k的电压扰动变量极大值，JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，n是与测点g相邻的测点的数目，ρ_gk是电压扰动变量在测点g与测点k间的输电线路上的衰减率，

公式（1）即表示电压扰动变量在测点g（距离故障扰动点最近的测点）和与其相邻的所有测点间的输电线路上的衰减率最小的输电线路为故障扰动点所在的输电线路。

步骤7：判断故障扰动是否为低频振荡故障扰动，如果故障扰动为低频振荡故障扰动，则执行步骤8；否则，执行步骤9。

判断故障扰动是否为低频振荡故障扰动通过步骤4中得到的电压扰动变量、电压最大值变化曲线和电压最小值变化曲线确定。即当电压扰动变量恒为0且电压最大值变化曲线或电压最小值变化曲线不恒为常数时，故障扰动为低频振荡故障扰动。判断故障扰动是否为低频振荡故障扰动的过程为现有技术，在背景技术给出的文献中已有记载，本发明不再赘述。

步骤8：确定低频振荡扰动源所在的范围，而后结束。

确定低频振荡扰动源所在的范围具体采用公式

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })\stackrel{n}{-}({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}}---\left(2\right)$

其中，ur_gmax是在设定时间段内测点g的电压有效值的最大值，ur_gmin是在该设定时间段内测点g的电压有效值的最小值，测点g是在该设定时间段内最大的电压有效值与最小的电压有效值的差为最大的测点。ur_kmax是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最大值，ur_kmin是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最小值，测点k是与测点g相邻的测点。JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，ρur_gk是电压有效值的振幅在测点g与测点k间输电线路上的衰减率， ${\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}=\frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })-({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}},$ n是与测点g相邻的测点的数目。电压有效值为相电压最大值的

各测点的电压有效值可以直接用各PMU采集上传的电压有效值，也可以用采集的电压最大值除以得到。公式（2）即表示电压有效值的振幅在测点g和与其相邻的所有测点间输电线路上的衰减率最小的输电线路为低频振荡扰动源所在的线路。

步骤9：计算故障扰动点的位置；并在包含测点的地理位置的平面图上，计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径。

对于故障扰动点的位置，可以通过三种方法计算，对于直线形输电线路，采用4个相邻测点或者2个相邻测点计算故障扰动点的位置。

图2是直线形输电线路上采用4个相邻测点计算故障扰动点位置的示意图。如图2所示，采用4个相邻测点计算故障扰动点的位置时，4个相邻测点分别为测点h、测点g、测点f和测点e，且测点h、测点g、测点f和测点e满足：测点g和测点f间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，测点h是与测点g相邻的测点，测点e是与测点f相邻的测点，并且测点h、测点g、测点f和测点e顺次布置在一条直线上，其计算公式为

$s=\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gf}}+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\·\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}}{\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gh}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gh}}}+\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}}---\left(3\right)$

其中，Δdu_gf是测点g与测点f之间的电压扰动变量的差，Δdu_gf＝du_g-du_f，du_g和du_f分别是测点g和测点f的电压扰动变量；Δdu_fe是测点f与测点e之间的电压扰动变量的差，Δdu_fe＝du_f-du_e，du_f和du_e分别是测点f和测点e的电压扰动变量；Δdu_gh是测点g与测点h之间的电压扰动变量的差，Δdu_gh＝du_g-du_h，du_g和du_h分别是测点g和测点h的电压扰动变量，JL_gf是测点g与测点f间输电线路的长度，JL_fe是测点f与测点e间输电线路的长度，JL_gh是测点g与测点h间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

采用2个相邻测点计算故障扰动点的位置时，该2个相邻测点为测点f和测点g且满足：测点f和测点g间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，其计算公式为：

$s=\frac{(\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{\Δu}}_{\mathrm{fg}}}+{\mathrm{ki}}_{f0})\·{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{ki}}_{f0}+{\mathrm{ki}}_{g0}}---\left(4\right)$

其中，Δdu_fg是测点f与测点g之间的电压扰动变量的差，Δdu_fg＝du_f-du_g，du_f和du_g分别是测点f和测点g的电压扰动变量；JL_fg是测点f与测点g间输电线路的长度；Δu_fg是在没有发生故障扰动时，测点f与测点g之间的电压差，Δu_fg＝u_f-u_g，u_f和u_g分别是没有发生故障扰动时测点f和测点g的电压，ki_f0是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_f是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_f)是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量极大值，i_f是没有发生故障扰动时测点f的电流，max(i_f)是没有发生故障扰动时测点f的电流最大值；ki_g0是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_g是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_g)是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值，i_g是没有发生故障扰动时测点g的电流，max(i_g)是没有发生故障扰动时测点g的电流最大值，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

对于辐射形输电线路，当故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路时，计算故障扰动点的公式为

$s=\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_f+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\×\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}}{\underset{w=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_w}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gw}}}+\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}}---\left(5\right)$

其中，du_g是测点g的电压扰动变量，du_f是测点f的电压扰动变量，du_w是与测点g相邻的非故障扰动线路上的第w个测点的电压扰动变量；du_k是与测点f相邻的非故障扰动线路上的第k个测点的电压扰动变量；n是与测点g相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，m是与测点f相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，JL_gf是测点g与测点f间输电线路的长度；JL_fk是测点f与测点k间输电线路的长度，JL_gw是测点g与测点w间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径，以故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路为例，采用公式

$\left\{\begin{array}{c}{r}_o=\frac{1}{2}(r_{\mathrm{gf}}-\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_g}{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_h}\×r_{\mathrm{gh}})\\ x_o=x_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(x_f-x_g)\\ y_o=y_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(y_f-y_g)\end{array}---\left(6\right)\right.$

其中，r_o是故障扰动圆形区域的半径，x_o是故障扰动圆形区域的圆心的横坐标，yo是故障扰动圆形区域的圆心的纵坐标，r_gf是测点g到测点f之间的直线距离，

r_gh是测点g到测点h之间的直线距离，测点h是与测点g相邻的非故障线路上的测点，x_g是测点g的横坐标，y_g是测点g的纵坐标，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_h是测点h的横坐标，y_h是测点h的纵坐标。

图3是计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径的示意图。图3中，在包含各测点的地理位置平面图中，圆形区域表示故障扰动可能发生的区域位置，实心圆表示测点的地理位置，空心圆表示故障扰动点所在位置。圆形区域表示该区域内的测点g与测点f间的输电线路都有可能是故障点所在的位置，f(x_f,y_f)是地图上测点f的地理位置坐标，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标；g(x_g,y_g)是地图上测点g的地理位置坐标，x_g是测点g的横坐标，y_g是测点g的纵坐标；h(x_h,y_h)是地图上测点h的地理位置坐标，x_h是测点h的横坐标，y_h是测点h的纵坐标；o(x_o,y_o)地图上故障扰动圆心o的地理位置坐标，x_o是圆心o的横坐标，y_o是圆心o的纵坐标；r₀地故障扰动区域圆的半径。

计算出故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径，可以在包含各PMU测点的地理位置信息的平面图上绘制故障扰动圆形区域，用于直观显示故障扰动区域。

步骤10：判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动；当故障扰动是短路故障扰动时，执行步骤11；当故障扰动是断线故障扰动时，执行步骤12。

判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动，首先要确定与电压扰动变量振幅的值最大的测点g相邻的所有测点，该测点g实际上就是距离故障扰动点最近的测点，不妨设与测点g相邻的所有测点有两个，分别为测点f和测点h。然后，在发生故障扰动时刻之前的一个工频周期和之后的一个工频周期内，计算测点g、测点f和测点h的电压扰动变量上的最大值，分别为ΔU_f，max和ΔU_h，max；如果ΔU_g，max×ΔU_f，max＞ε₁，而且ΔU_g，max×ΔU_h，max＞ε₁，其中ε₁是设定的一个正的门槛值，说明电网中发生了短路故障扰动，此时执行步骤11。如果ΔU_g，max×ΔU_f，max＜-ε₂，或者ΔU_g，max×ΔU_h，max＜-ε₂，其中ε₂是设定的一个负的门槛值，说明电网中发生了断线故障，而且，断线故障点就在这两个乘积为负值的相邻测点间的输电线路上，此时执行步骤12。

步骤11：在包含测点的地理位置的平面图上，计算电压扰动边界圆的半径。

计算电压扰动边界圆的半径采用公式

$\mathrm{ru}=\frac{\frac{{\mathrm{ru}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\frac{{\mathrm{du}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}}---\left(7\right)$

其中，ru是电压扰动边界圆半径，du_fmax是距离故障点最近的测点f的电压扰动变量极大值，du_emax是与测点f相邻的测点e的电压扰动变量极大值，r_fe为测点f与测点e之间的直线距离，

x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

对于短路故障扰动，在计算出电压扰动边界圆的半径后，可以在包含各测点地理位置的平面图上绘制电压扰动边界圆，用于直观显示短路故障区域的边界。

图4是发生短路故障扰动时的电压扰动边界圆的位置示意图。针对短路故障扰动，在短路故障扰动发生时，电压扰动边界圆在地理位置平面图中的位置如图4中虚线圆所示，ru表示电压扰动边界圆的半径。电压扰动边界圆与图3中的故障扰动区域（实线圆形区域）相重叠的部分区域表示短路故障点发生可能性更大的区域。图4中的其他附图标记与图3中含义相同。

步骤12：在包含测点的地理位置的平面图上，计算电流扰动边界圆的半径。

计算电流扰动边界圆的半径采用公式

$\mathrm{ri}=\frac{\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|}---\left(8\right)$

其中，ri是电流扰动边界圆的半径，di_fmax是距离故障点最近的测点f的电流扰动变量极大值，di_emax是与测点f相邻的测点e的电流扰动变量极大值，r_fe测点f与测点e的直线距离，

x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

对于断线故障扰动，在计算出电流扰动边界圆的半径后，可以在包含各测点地理位置的平面图上绘制电流扰动边界圆，用于直观显示断线故障区域的边界。

图5是发生断线故障扰动时的电流扰动边界圆的位置示意图。针对断线故障扰动，在发生断线故障扰动时，电流扰动边界圆在地理位置平面图中的位置如图5中的点实线圆所示，ri表示电流扰动边界圆的半径，电流扰动边界圆与图3中故障扰动区域相重叠的部分表示断线故障点发生可能性更大的区域。图5中其他附图标记与图3中含义相同；

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电网线路参数和故障扰动分析方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：利用安装在电网中不同测点的带有GPS时标的相量测量单元测量该测点的各工频周期内的电气数据,并将测量的电气数据发送至电网控制中心；

所述电气数据为各相相电压的最大值、相电压的最小值、相电流的最大值、相电流的最小值及其对应的时刻;

步骤2：电网控制中心根据所述测量的电气数据，判断电网中是否发生故障扰动，如果电网中没有发生故障扰动，则执行步骤3；否则，执行步骤4；

所述判断电网中是否发生故障扰动具体是：当一个工频周期内的任意一相相电压的最大值与该工频周期内对应相的相电压的最小值的差的绝对值以及该工频周期内的任意一相相电流的最大值与该工频周期内的对应相的相电流的最小值的差的绝对值都大于等于设定阈值时，则电网中发生故障扰动，执行步骤4；否则，电网中没有发生故障扰动，执行步骤3；

步骤3：计算各相邻测点间输电线路的电阻参数和工频电感参数，结束；

步骤4：提取每个测点各相线路的电压扰动变量和电流扰动变量；

步骤5：确定距离故障扰动点最近的测点；

所述确定距离故障扰动点最近的测点具体是，先确定每个测点的电压扰动变量的极大值，然后比较各测点电压扰动变量的极大值，找出最大的电压扰动变量极大值所在的测点，该测点即为距离故障扰动点最近的测点；

步骤6：确定故障扰动点所在的输电线路；

步骤7：判断故障扰动是否为低频振荡故障扰动，如果故障扰动为低频振荡故障扰动，则执行步骤8；否则，执行步骤9；

步骤8：确定低频振荡扰动源所在的输电线路，而后结束；

步骤9：计算故障扰动点的位置，并计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径；

步骤10：判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动；当故障扰动是短路故障扰动时，执行步骤11；当故障扰动是断线故障扰动时，执行步骤12；

所述判断故障扰动是断线故障扰动还是短路故障扰动具体是：先确定距离故障扰动点最近的测点g的所有相邻测点f_i，i＝1,2,...,n，n是所有与测点g相邻的测点的数目；然后，在发生故障扰动时刻之前的一个工频周期和之后的一个工频周期内，计算测点g的电压扰动变量极大值ΔU_g，max以及测点g的所有相邻测点f_i的电压扰动变量极大值

如果对于任意的测点f_i，不等式

都成立，则故障扰动是短路故障扰动；如果存在至少一个测点f_i，使得成立，则故障扰动是断线故障扰动；ε₁和ε₂为设定的正数；

步骤11：计算电压扰动边界圆的半径，而后结束；

步骤12：计算电流扰动边界圆的半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算各相邻测点间输电线路的电阻参数采用公式：

$R_{j(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)i_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}^2\left(n\right)}\cos (\frac{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|,$

所述计算各相邻测点间输电线路的工频电感参数采用公式：

$L_{j(e,f)}=|\frac{u_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijem}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujem}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujem}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})-\frac{u_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)i_{\mathrm{jfm}}\left(n\right)}{i_{\mathrm{jem}}^2\left(n\right)}\sin (\frac{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ijfm}}\left(n\right)}{T_{\mathrm{ujfm}}\left(n\right)-T_{\mathrm{ujfm}}(n-1)}\×2\mathrm{\π})|/314,$

其中，R_j(e，f)是第e个测点与第f个测点之间的第j相输电线路的电阻，L_j(e，f)是第e个测点与第f个测点之间的第j相输电线路的工频电感，u_jem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值，i_jem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值，u_jfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值，i_jfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值，T_ujem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ujfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ijem(n)是第e个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值对应的时刻，T_ijfm(n)是第f个测点在第n个工频周期内的第j相相电流最大值对应的时刻，T_ujem(n-1)是第e个测点在第n-1个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，T_ujfm(n-1)是第f个测点在第n-1个工频周期内的第j相相电压最大值对应的时刻，第j相是三相电压的A相、B相或者C相。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述确定故障扰动点所在的输电线路采用公式：

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \left|\frac{{\mathrm{du}}_{g\max }\stackrel{n}{-}{\mathrm{du}}_{k\max }}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}}\right|,$

其中，du_gmax是测点g的电压扰动变量极大值，测点g是距离故障扰动点最近的测点，du_kmax是测点k的电压扰动变量极大值，测点k是与测点g相邻的测点，JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，n是与测点g相邻的测点的个数，ρ_gk是电压扰动变量在测点g与测点k间的输电线路上的衰减率，

即故障扰动点所在的输电线路为电压扰动变量在距离故障扰动最近的测点和与其相邻的所有测点间的输电线路上的衰减率最小的输电线路。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述确定低频振荡扰动源所在的输电线路具体采用公式：

$\min \underset{k=1}{\overset{n}{{\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}}}=\min \frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })\stackrel{n}{-}({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{\underset{k=1}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}}},$

其中，u_rgmax是在设定时间段内测点g的电压有效值的最大值，ur_gmin是在该设定时间段内测点g的电压有效值的最小值，测点g是在该设定时间段内最大的电压有效值与最小的电压有效值的差为最大的测点，ur_kmax是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最大值，ur_kmin是在该设定时间段内测点k的电压有效值的最小值，测点k是与测点g相邻的测点，电压有效值为相电压最大值的n是与测点g相邻的测点的数目，JL_gk是测点g与测点k间输电线路的长度，ρur_gk是电压有效值的振幅在测点g与测点k间输电线路上的衰减率， ${\mathrm{\ρur}}_{\mathrm{gk}}=\frac{({\mathrm{ur}}_{g\max }-{\mathrm{ur}}_{g\min })-({\mathrm{ur}}_{k\max }-{\mathrm{ur}}_{k\min })}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gk}}},$ 即低频振荡扰动源所在的输电线路为电压有效值的振幅最大的测点和与其相邻的所有测点间输电线路上的衰减率最小的输电线路。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算故障扰动点的位置具体是，对于直线形输电线路，采用4个相邻测点计算故障扰动点的位置，4个相邻测点分别为测点h、测点g、测点f和测点e，且测点h、测点g、测点f和测点e满足：测点g和测点f间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，测点h是与测点g相邻的测点，测点e是与测点f相邻的测点，并且测点h、测点g、测点f和测点e顺次布置在一条直线上，其计算公式为：

$s=\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gf}}+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\·\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}}{\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{gh}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gh}}}+\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fe}}}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fe}}}},$

其中，Δdu_gf是测点g与测点f之间的电压扰动变量的差，Δdu_gf＝du_g-du_f，du_g和du_f分别是测点g和测点f的电压扰动变量；Δdu_fe是测点f与测点e之间的电压扰动变量的差，Δdu_fe＝du_f-du_e，du_f和du_e分别是测点f和测点e的电压扰动变量；Δdu_gh是测点g与测点h之间的电压扰动变量的差，Δdu_gh＝du_g-du_h，du_g和du_h分别是测点g和测点h的电压扰动变量，JL_gf是测点g与测点f间输电线路的长度，JL_fe是测点f与测点e间输电线路的长度，JL_gh是测点g与测点h间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算故障扰动点的位置具体是，对于直线形输电线路，采用2个相邻测点计算故障扰动点的位置，所述2个相邻测点为测点f和测点g且满足：测点f和测点g间的输电线路是故障扰动点所在的输电线路，其计算公式为：

$s=\frac{(\frac{{\mathrm{\Δdu}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{\Δu}}_{\mathrm{fg}}}+{\mathrm{ki}}_{f0})\·{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fg}}}{{\mathrm{ki}}_{f0}+{\mathrm{ki}}_{g0}},$

其中，Δdu_fg是测点f与测点g之间的电压扰动变量的差，Δdu_fg＝du_f-du_g，du_f和du_g分别是测点f和测点g的电压扰动变量；JL_fg是测点f与测点g间输电线路的长度；Δu_fg是在没有发生故障扰动时，测点f与测点g之间的电压差，Δu_fg＝u_f-u_g，u_f和u_g分别是没有发生故障扰动时测点f和测点g的电压，ki_f0是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_f是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_f)是测点f在发生故障扰动时电流扰动变量极大值，i_f是没有发生故障扰动时测点f的电流，max(i_f)是没有发生故障扰动时测点f的电流最大值；ki_g0是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值与没有发生故障扰动时电流最大值之比，

di_g是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量，max(di_g)是测点g在发生故障扰动时电流扰动变量的极大值，i_g是没有发生故障扰动时测点g的电流，max(i_g)是没有发生故障扰动时测点g的电流最大值，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算故障扰动点的位置具体是，对于辐射形输电线路，当故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路时，计算故障扰动点的公式为：

$s=\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_f+{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gf}}\×\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}}{\underset{w=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_w}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{gw}}}+\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_k}{{\mathrm{JL}}_{\mathrm{fk}}}},$

其中，du_g是测点g的电压扰动变量，du_f是测点f的电压扰动变量，du_w是与测点g相邻的非故障扰动线路上的第w个测点的电压扰动变量；du_k是与测点f相邻的非故障扰动线路上的第k个测点的电压扰动变量；n是与测点g相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，m是与测点f相邻的非故障扰动线路上的测点的数目，Jl_gf是测点g与测点f间输电线路的长度；JL_fk是测点f与测点k间输电线路的长度，JL_gw是测点g与测点w间输电线路的长度，s是在测点g和测点f间的输电线路上，故障扰动点距离测点g的距离。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是当故障扰动点位于测点g和测点f间的输电线路时，所述计算故障扰动圆形区域的圆心坐标和半径采用公式：

$\left\{\begin{array}{c}{r}_o=\frac{1}{2}(r_{\mathrm{gf}}-\frac{{\mathrm{du}}_f-{\mathrm{du}}_g}{{\mathrm{du}}_g-{\mathrm{du}}_h}\×r_{\mathrm{gh}})\\ x_o=x_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(x_f-x_g)\\ y_o=y_g+\frac{s}{r_{\mathrm{gf}}}\×(y_f-y_g)\end{array},\right.$

其中，r_o是故障扰动圆形区域的半径，x_o是故障扰动圆形区域的圆心的横坐标，y_o是故障扰动圆形区域的圆心的纵坐标，r_gf是测点g到测点f之间的直线距离，r_gh是测点g到测点h之间的直线距离，

测点h是与测点g相邻的非故障线路上的测点，x_g是测点g的横坐标，y_g是测点g的纵坐标，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_h是测点h的横坐标，y_h是测点h的纵坐标。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算电压扰动边界圆的半径采用公式：

$\mathrm{ru}=\frac{\frac{{\mathrm{ru}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\frac{{\mathrm{du}}_{e\max }}{{\mathrm{du}}_{f\max }}},$

其中，ru是电压扰动边界圆半径，du_fmax是距离故障点最近的测点f的电压扰动变量极大值，du_emax是与测点f相邻的测点e的电压扰动变量极大值，r_fe为测点f与测点e之间的直线距离，

x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述计算电流扰动边界圆的半径采用公式：

$\mathrm{ri}=\frac{\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|\×r_{\mathrm{fe}}}{1-\left|\frac{{\mathrm{di}}_{f\max }}{{\mathrm{di}}_{e\max }}\right|},$

其中，ri是电流扰动边界圆的半径，di_fmax是距离故障点最近的测点f的电流扰动变量极大值，di_emax是与测点f相邻的测点e的电流扰动变量极大值，r_fe是测点f与测点e的直线距离，x_f是测点f的横坐标，y_f是测点f的纵坐标，x_e是测点e的横坐标，y_e是测点e的纵坐标。

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