CN108072813A - 一种输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，由主站根据行波测距装置的参数配置信息自动动生成输电线路拓扑，并在线路结构发生变时，根据更改后或新增的行波测距配置信息，对输电线路拓扑进行重构，以保证双端行波测距故障和广域行波测距的有效性，包括：行波测距装置和主站的通讯、行波测距装置的配置、主站参数配置及拓扑生成和重构算法。通过本发明能够实现输电线路行波测距联网工程中主站侧输电线路拓扑生成和重建，实现了行波测距装置的智能化接入，减少了行波测距联网工程配置和调试的工作量，避免了由于人工配置而引入的错误，保证了行波测距联网工程的可靠性和测距准确性。

Description

一种输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法

技术领域

本发明涉及一种高压输电线路行波测距联网工程中的网络拓扑生成及重构方法，以行波测距主站和行波测距装置为基础，在具备通讯的情况下，对于行波测距联网工程中关于输电线路网络拓扑进行自动生成，并在输电线路网络结构发生变化时，自动对网络拓扑进行重构，以保证双端及广域测距的准确性和可靠性。本技术不依赖于参数的人工配置，避免了由于参数配置失误而造成的行波测距失败，属于电力自动化领域。

背景技术

目前，输电线路故障测距结果主要可以来自三个方面：1）线路微机保护装置；2）故障录波系统；3）行波测距系统。由于保护和故障录波系统所采用的测距原理存在诸多先天不足，给出的测距结果往往存在很大误差，难以满足快速故障巡线的要求。

从原理来看，输电线路行波故障测距技术具有测距精度高和适用范围广等一系列优点，一直为继电保护专业人员所关注。随着现代微电子技术、现代通信技术和现代数字信号处理技术的迅速发展，输电线路行波故障测距技术在电力系统中已经获得越来越广泛的实际应用，其测距误差可到500 m以内。

当高压输电线路发生短路故障时，由于故障点电压的突变，在线路上将出现高频暂态行波过程。故障暂态行波信号将从故障点向线路两端传播（传播速度接近光速），并在线路两端母线和故障点之间来回反射和透射。

利用故障暂态行波在故障点与母线之间的传播时间可以计算故障点到线路任一端之间的距离，称为行波故障测距原理，其最大优点是测距精度高（理论上误差可达200 m以内）、适用范围广（适用于各种型式的输电线路）。在现场一般应用双端行波原理进行线路测距，在实现行波测距联网工程后，也可以实现广域行波测距。

单双端行波测距原理利用线路内部故障产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对时间之差值计算故障点到两端测量点之间的距离。如图1所示，装于线路两端测距装置记录下故障初始行波波头到达两侧母线的时间，则故障点到两端母线的距离可以表示为：

式中为线路全长；为行波传播速度，和分别为故障行波波头到达线路两端变电站S和R的绝对时间。

双端行波测距法由于只检测故障产生的初始行波波头到达时间，不需要考虑后续的反射与透射行波，原理简单，测距结果可靠。但是双端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时间同步装置（GPS时钟），并且两侧要进行通信，以交换记录到的故障初始行波到达时间信息。这样减少了人工判读的影响，其结果是通过精确测量对比计算的，所以一般比较准确。

行波广域自动测距是根据网络拓扑及行波测距装置配置，完成线路故障后的自动广域测距功能，其实现原理如图2所示。

以最早检测到故障行波初始的变电站为参考变电站Substation N搜寻获得邻近变电站启动时间队列Substation K, V, P, Q。

使用基于路径的双端测距公式，代入邻近变电站与参考变电站启动时间，获得可能的测距结果集Location F （from N vs. P & N vs. M) and N (from N vs. K & N vs.V)。

由测距结果集搜寻故障初始行波传播到各变电站的可能传播路径模式与实际记录的各变电站启动时间匹配度最好的传播路径模式对应的故障点则是真正的故障点。

为了尽快在输电线路故障后快速准确的确定故障距离，以便及时寻找故障点并恢复供电，国内电力公司对于所辖输电线路广泛加装了行波故障测距装置，实现在故障后的快速准确定位。很多电力公司的行波测距装置一般为双端配置，及在线路的两端各安装一台行波测距装置，在线路故障后，两端装置交换故障数据，并自动计算故障点离两端距离。在这种情况下，数据及结果一般存贮于站端，不利于线路检修人员的快速方便获取。为了解决这一问题，一些电力公司进行了行波测距联网工程的建设，如图3所示，在调度或检修中心建设行波故障测距后台分析主站，在完成对区内所有行波故障测距装置进行监测功能的同时，负责收集区公司管辖的所有行波测距装置采集的线路故障行波数据并进行分析、处理与保存。主站在获取行波故障数据后，可根据双端算法计算出线路故障位置，并以广域行波测距方法进一步进行验证，然后测距结果等信息可通过WEB方式进行发布，以方便输电及线路人员快捷方便的查询线路故障结果，对故障点进行快速查找及处理，缩短故障修复时间，提高供电可靠性，对提高电网的自动化运行管理水平具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了输电线路行波测距联网工程中网络拓扑的生成及输电线路网络发生变动后的拓扑自动重构，不用人工配置相关参数，减少了工作量，同时避免了因为人员操作而带来的错误，保证了行波测距联网后的故障测距的可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，根据输电线路网络中各行波测距装置参数来实现在主站侧的网络拓扑生成，并在线路结构发生变化时根据行波测距装置改动后的参数或新增行波测距装置配置参数来进行拓扑重构，其特征在于不需要在主站对输电网络拓扑或各行波测距装置配置进行设置，仅根据各行波测距装置配置参数及其参数改变或新增行波测距装置参数配置即可实现输电线路拓扑生成和重构。

上述方案中：

利用行波测距装置参数配置信息来实现网络拓扑生成。

能够根据行波测距装置信息变化或新增行波测距装置配置参数来实现网络拓扑重构。

根据拓扑生成或重构信息，可以实现输电线路的双端测距或广域测距。

（1）行波测距装置参数配置

在变电站/电厂侧对行波测距装置参数进行配置时，对于变电站名称、对端变电站名称、线路名称、线路长度、IP地址等参数进行准确配置，以使得这些参数能够唯一的描述行波测距装置。

（2）根据行波装置参数配置的输电线路网络拓扑算法

行波主站根据各行波测距装置上传的变电站名称、线路名称等参数，进行匹配计算，自动生成输电线路网络的拓扑。

附图说明

图1双端行波测距示意图。

图2广域测距实现示意图。

图3行波测距联网工程示意图。

具体实施方式

参见图1，(a) 故障暂态行波传播路线。(b) M端初始行波波形。(c) N端初始行波波形。

参见图1－3，进行行波测距联网工程建设，配置好行波测距后台主站，并保证各行波测距装置到主站之间信道可靠。在变电站侧对行波测距装置进行调试及参数配置，并预设置好到主站的通讯访问。在参数配置时，必须保证各参数如变电站名称、线路名称等的唯一性和准确性。在行波测距装置启动时，自动访问行波后台主站，主站在接到行波测距装置的访问要求时，获取行波测距装置的各项参数信息，并将所有获取的行波测距装置信息进行比较关联，以生成输电线路拓扑。

在有新的行波测距装置接入或已有的行波测距装置参数变动时，主站依然根据算法对所有行波测距参数信息进行比较关联，以重构输电线路拓扑。

Claims (4)

1.一种输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，根据输电线路网络中各行波测距装置参数来实现在主站侧的网络拓扑生成，并在线路结构发生变化时根据行波测距装置改动后的参数或新增行波测距装置配置参数来进行拓扑重构，其特征在于不需要在主站对输电网络拓扑或各行波测距装置配置进行设置，仅根据各行波测距装置配置参数及其参数改变或新增行波测距装置参数配置即可实现输电线路拓扑生成和重构。

2.根据权利要求1所述的输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，其特征在于利用行波测距装置参数配置信息来实现网络拓扑生成。

3.根据权利要求1所述的输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，其特征在于能够根据行波测距装置信息变化或新增行波测距装置配置参数来实现网络拓扑重构。

4.根据权利要求1所述的输电线路行波测距联网工程中拓扑自动生成及重构方法，其特征在于根据拓扑生成或重构信息，可以实现输电线路的双端测距或广域测距。