CN113702752A - 电力系统的通用的基于行波的保护与故障定位 - Google Patents

Abstract

电力系统的通用的基于行波的保护与故障定位。本文中描述的技术通常针对诸如在电力传输系统的一个或多个结点处的可部署设备中实现的用于电力传输系统保护和故障定位的系统。所描述的技术的方面可以涉及分析对应于电力传输系统上的故障的行波。示例方面可以包括接收表示行波的电流和电压分量的数据，将数据保存在存储设备中以用于故障的故障位置确定，经由小波变换将数据变换成小波变换结果，以及将小波变换结果用于电力传输系统的保护。

Description

电力系统的通用的基于行波的保护与故障定位

技术领域

本公开一般地涉及电力系统，并且更特别地涉及电力传输平台中的基于行波的故障定位和保护。

背景技术

电力系统中的故障可能由于各种原因而发生在电力传输线上，所述原因包括短路、闪电、对传输线塔或电线杆（utility pole）的损坏、对传输线的损坏（例如，来自冰、风、倒下的树/树枝）等。当在电力系统中发生故障时，以非常高的速度（接近于光速）行进的行波从故障位置发射。

电力传输线上的一个位置处的故障可能导致其他位置处的问题。针对这样的随后的问题的保护可以基于对这样的行波的检测，例如，在故障可能级联成导致大范围断电（outage）的系统范围的干扰之前，使一个或多个继电器跳闸（trip）。基于行波检测，确定哪里发生故障的故障定位也是可能的，并且故障定位对于对隔离故障的保护以及对于定位导致故障的问题以促进维修是有价值的。

附图说明

本文中描述的技术通过示例来说明，并且不限于附图中，在附图中，相同的参考标号指示相似的元件，并且其中：

图1是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的通用的基于行波的保护和故障定位设备的总体方案的示例框图表示。

图2是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的基于行波的分析器的示例细节的框图表示。

图3是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的表示故障相标识的各种示例方面的框图。

图4是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的示出与执行故障相标识相关的示例操作的流程图。

图5是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的表示示例小波变换的各种方面的框图。

图6是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的表示故障检测组件的各种示例方面的框图。

图7是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的表示示例极化检测组件的框图。

图8是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的基于行波的方向保护的各种示例方面的表示。

图9是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的距离保护相关的各种示例方面的表示。

图10是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的边界保护相关的各种示例方面的表示。

图11是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的极化比较保护相关的各种示例方面的表示。

图12是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的方向比较保护相关的各种示例方面的表示。

图13是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的定向距离/边界单元保护相关的各种示例方面的表示。

图14是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的差动（differential）保护相关的各种示例方面的表示。

图15是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的单端故障定位器相关的各种示例方面的表示。

图16是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的单端故障定位相关的各种示例操作的流程图表示。

图17是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与基于行波的双端故障定位相关的各种示例操作的流程图表示。

图18是多端系统的表示，其中可以实施所公开主题的各种示例方面，包括多端故障定位。

图19是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与通过多端系统中的行波的到达时间来定位故障区段相关的各种示例操作的流程图表示。

图20是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与分析用于电力传输系统保护和故障定位的行波相关的各种方面的流程图表示。

图21是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与将从行波变换的行波小波用于电力传输系统保护相关的各种组件的框图表示。

图22是根据本文中公开的主题的一个或多个示例实现的与将行波用于故障定位相关的各种方面的流程图表示。

图23是图示合适的操作环境的示意性框图，其中可以实施所公开主题的各种示例方面。

图24是示例计算环境的示意性框图，其中可以实施所公开主题的各种示例方面。

图25描绘了示例电网环境的图，其中可以实施所公开主题的各种示例方面。

具体实施方式

本文中描述的技术的各种方面通常针对一种诸如在设备中实现的系统，该系统将行波用于电力传输系统和故障定位。在一个实现中，该系统包括用于行波分析器的快速行波采样，以用于传输中继平台中的超高速（例如，小于一毫秒）保护功能。在一个实现中，该系统促进准确的基于行波的故障定位（例如，如果采样速率在5兆赫兹的量级上，则小于120米）。

如将理解的那样，通用的基于行波的故障定位器和超高速保护，其中双端和单端故障定位方案两者，以及所有种类的基于行波的超高速保护，诸如基于行波的距离、基于行波的方向、基于行波的极化比较保护、行波差动和基于行波的边界保护。

应该理解，本文中的示例中的任何示例都是非限制性的。因此，本文中描述的技术不限于本文中描述的任何特定实现、实施例、方面、概念、结构、功能或示例。而是，本文中描述的实现、实施例、方面、概念、结构、功能或示例中的任一个都是非限制性的，并且该技术可以以各种方式使用，所述方式通常在传输电力系统和故障定位概念中提供益处和优点。

图1描绘了示例通用的基于行波的保护和故障定位系统100，其大部分例如可以在行波设备中实现，该行波设备可以位于电力系统中的各种位置处（如例如图18中）。通常，并且如图1中表示的那样，带通滤波器102和103被用于从传输线提取瞬态行波，该瞬态行波如分别由电流变压器（transformer）/电流传感器104和电压变压器/电压传感器105提供。带通滤波器102和103去除基频和较低频率分量；如果如图1中那样使用模拟带通滤波器，则分别使用模数（A/D）转换器106和107来对提取的行波进行采样/数字化。

更特别地，因为行波被叠加在基频上，因此，为了更准确地提取行波，带通滤波被用于去除基频和较低频率分量，以及用于避免在相应的A/D获取样本之前存在的混叠（aliasing）。带通滤波器的截止频带通常可以是[1000Hz，fs/2]，其中fs是A/D转换器的采样频率；例如，如果采样频率是1MHz，则带通滤波器的频带是[1000，500000]。注意，例如，可以使用3阶巴特沃思带通滤波器。

因此，在模拟带通滤波器从叠加的基频和较低频率分量提取行波之后，由A/D 106和107对（电流和电压的）瞬态行波进行采样，所述A/D 106和107由同步系统108（结合GPSPPS/IRIG组件109（全球定位系统靶场间仪表组（Inter-range instrumentation group）/每秒脉冲））控制，以使样本时间同步，以用于双端/多端故障定位和/或基于行波的差动保护的目的，如本文中所述。注意，行波样本（电压和电流）被缓冲在存储器110中。一旦检测到电力系统上的故障/振荡，所产生的故障检测信号就冻结缓冲器，并且由此将样本的快照发送到离线故障定位子系统（例如，经由以太网连接111等传输）。

如图1和图2中所示，α-β变换被用于通过行波的空间矢量的一个集合来反映各种类型的故障。更特别地，为了有效地响应于各种类型的故障，α-β变换被用于将三相电压和电流样本转换为α和β分量，然后α和β分量被组合成行波的复杂空间矢量。阿尔法模式倾向于表示与接地故障相对应的三相行波，并且可以针对A相、B相和C相来计算，从而提供三种阿尔法模式。贝塔模式倾向于表示与相间（phase-to-phase）故障相对应的三相行波，并且可以针对相位组合来获得，即A相和B相、B相和C相、或C相和A相，从而提供三个贝塔模式。

α-β变换和空间行波表达（formulation）组件112的输入包括所测量的三相电压和电流；组件112的输出包括电压行波的矢量（U）和电流行波I的矢量（I）。下面示出用于表达空间矢量的等式。

故障相标识由故障相标识组件114执行。分别基于A相、B相和C相的空间矢量被用于标识故障相。更特别地，故障相标识组件114的输入包括三相电流，而故障相标识组件114的输出包括故障相的数字信号D_ftPhs，其中示出了D_ftPhs的以下值，伴随有它们的表示含义（例如，如经由图4的逻辑确定）：

D_ftPhs = 0，无故障或标识失败；

D_ftPhs = 1，A相至接地故障；

D_ftPhs = 2，B相至接地故障；

D_ftPhs = 3，C相至接地故障；

D_ftPhs = 4，B相至C相至接地故障；

D_ftPhs = 5，C相至A相至接地故障；

D_ftPhs = 6，A相至B相至接地故障；

D_ftPhs = 7，B相至C相故障；

D_ftPhs = 8，C相至A相故障；

D_ftPhs = 9，A相至B相故障；

D_ftPhs = 10，ABC相故障或ABC相至接地故障。

构成分别基于A相、B相和C相的行波的复杂空间矢量，通过所述行波的复杂空间矢量，故障相可以通过比较空间矢量的虚部和实部来标识。

在一个或多个实现中，用于基于行波的故障相标识的组件可以被分成三个一般部分，如图3中一般地示出的那样。第一部分330包括分别基于A相、B相和C相的α-β变换。第二部分332包括添加例如0.2 ms的时间窗口中的平均滤波器的α-β变换的绝对值。第三部分334包括故障相标识程序，如参考图4的示例操作进一步描述的那样。

以下等式示出了如何分别基于A相、B相和C相进行α-β变换，以及如何计算零模（zero-mode）电流（α-β-0）：

绝对值和平均滤波器组件332取α-β-0值的绝对值，并将绝对值传递通过具有时间窗口Tav的平均滤波器，其中例如Tav = 0.2 ms。平均滤波器在等式9中示出，其中N = Tav/Ts，其中Ts是采样周期：

故障相标识程序的操作在图4的流程图中表示。如可以看到的，I_βmin和I_αmax在操作402处计算，并且然后经由操作404评估。如果I_βmin小于0.05*I_αmax，则操作406、408和410确定D_FtPhs的值为0、1、2或3，这取决于根据需要的I_βmin分别与I_Aβ、I_Bβ和I_Cβ的比较。

否则，操作404分支到操作412，其中确定I_αmin和I_βmax，并在操作414处对其进行评估。为了简洁起见，标记为414-426的各种操作未被单独描述，但如可以在图4中看到的，取决于I_αmin对I_Aα、I_Bα和I_Cα和/或I₀（根据需要）的各种可能的D_ftPhs的结果，导致D_ftPhs等于0或4-9中的任一个。

返回到图1和2，行波（TW）分析器116被用于通过使用小波变换222（图2）提取各种类型的保护的必要信息，诸如基于行波的距离、基于行波的方向、基于行波的差动、基于行波的边界保护等。

下面描述的保护在图1中由高速单元保护组件120和高速非单元保护组件122表示。在图1中还表示并且也在下面描述的是基于行波的故障定位。行波离线分析器124耦合到单端行波故障定位（TWFL）组件126、双端行波故障定位（TWFL）组件127和多端行波故障定位（TWFL）组件128。

为了分析波，如图2中所示，行波分析器116的输入可以包括电压行波矢量U和电流矢量I。行波分析器116的输出包括以下各项：

（1）标识为D_FD的故障检测的数字信号；如果D_FD = 1，则发生故障/事件；

（2）电流行波的小波变换的第一尺度（scale）被标识为I_{WT_S1}；该小波变换结果等于传递通过带通滤波器的原始信号，该带通滤波器具有近似[fs/2，fs/4]的频带，其中fs是采样频率。例如，如果采样频率是1MHz，则小波变换的第一尺度包括[250kHz，500kHz]的频带；

（3）标识为U_{WT_S1}的电压行波的小波变换的第一尺度；该小波变换结果等于传递通过带通滤波器的原始信号，该带通滤波器具有近似[fs/2，fs/4]的频带，其中fs是采样频率。例如，如果采样频率是1MHz，则小波变换的第一尺度包括[250kHz，500kHz]的频带；

（4）标识为I_{WT_S4}的电压行波的小波变换的第四尺度；该小波变换结果等于传递通过带通滤波器的原始信号，该带通滤波器具有近似[fs/32，fs/16]的频带，其中fs是采样频率。例如，如果采样频率是1MHz，则小波变换的第一尺度包括[31.25kHz，62.5kHz]的频带；

（5）标识为U_{Scale_4}的电压行波的四尺度小波变换后的其余部分的下采样（down-sampled）；该小波变换结果等于传递通过低通滤波器的原始信号，该低通滤波器具有近似[-fs/32，fs/32]的频带，其中fs是采样频率。例如，如果采样频率是1MHz，则小波变换的第一尺度包括[-31.25kHz，31.25kHz]的频带；

（6）电流行波的（四尺度后的其余部分的）下采样小波变换被标识为I_{Scale_4}；该小波变换结果等于传递通过低通滤波器的原始信号，该低通滤波器具有近似[-fs/32，fs/32]的频带，其中fs是采样频率。例如，如果采样频率是1MHz，则小波变换的第一尺度包括[-31.25kHz，31.25kHz]的频带；

（7）标识为F_S4的对电压和电流的（其余四尺度的）下采样小波变换的正向行波；即，

，其中Zc表示浪涌阻抗（surge impedance）。Zc可以取近似值，诸如对于架空（overhead）传输线，在初级（primary）中设置为500欧姆，并且对于地下电缆，设置为300欧姆。信号F _S4 还被发送到远端，以用于远端中的基于行波的差动保护。

（8）标识为B_S4的对电压和电流的（其余四尺度的）下采样小波变换的反向行波；即，

，其中Zc表示浪涌阻抗。Zc可以取近似值，诸如对于架空传输线，在初级中设置为500欧姆，并且对于地下电缆，设置为300欧姆。

（9）标识为D_PI的电流行波的极化的数字信号。D_PI = 0表示无法检测到极化，或没有故障；D_PI ＝ 1表示正极化，并且D_PI ＝ -1表示负极化。极化的信号也被发送到远端，以在远端模块中表达极化比较保护。

因此，如图2中所表示的，在一个示例实现中，在行波实时分析器116中示出了四个组件，包括小波变换组件222、故障检测组件224（FtDt）、表达F和B（正向和反向）组件226和极化检测组件228。

小波变换组件222使用系数的两个集合来执行小波变换。系数的一个集合包括表示为p（n）的尺度函数系数，并且系数的另一集合包括表示为q（n）的小波系数。例如，可以使用3阶Daubechies小波。

图5示出了小波变换的细节。在第一阶段中，通过使用以下等式获得输入信号与系数p（n）和q（n）的卷积（使用电流作为示例，因为电压以相同的方式操作）：

第二阶段以初级采样速率的一半执行对p（n）的卷积的下采样，其中下采样基于以下等式：

如图5中所示，小波变换重复以获得小波变换结果的第二尺度

和第二尺度缩放变换结果

，类似地到

和

以及

和

。

故障检测组件（FtDt）224的示例细节在图6中表示，其中电流矢量的幅度由框660表示，并通过以下等式计算：

将平均滤波器662应用于幅度；平均滤波器的窗口长度为N，例如，可以将N设置为10个样本。先前在等式9中示出了平均滤波器662的等式，如下重复

在框664处执行比较；当

大于I_set（例如，其中可以将I_set选择为每单位0.05），故障检测值FD等于1，否则FD等于0。如果FD等于1，则D_FD等于1；如果FD等于0，则在延迟达时间T_set之后，其中T_set = 0.5ms，D_FD等于0（下降延迟）。如果FD等于1，则D_FD_T等于1，从FD= 1开始的T_set时间之后，D_FD_T = 0。

图2的框226表示正向和反向行波的表达，其中正向和反向行波可以通过以下等式来表达：

其中Zc表示如上所述的线路的浪涌阻抗；例如，Zc可以取近似值，诸如对于架空传输线，在初级中设置为500欧姆，并且对于地下电缆，设置为300欧姆。

极化检测组件228（图2）的其他细节在图7中示出。如可以看到的，I_scale4传递通过具有窗口长度N的平均滤波器762；平均滤波器762可以是等式9中所示的滤波器，并且N也可以被选择为十个样本。

平均滤波器762的输出的实部764和虚部765传递通过相应的量化滤波器766和767；针对+1和-1的量化的合适的阈值分别是+0.05 p.u.（每单位）和-0.05 p.u.。即，如果（例如I _real ）的值大于+0.05，则量化的输出D_real = 1；否则，如果该值小于-0.05，则量化的输出D_real ＝ -1；否则，如果该值在-0.05和0.05的范围内，则D_real = 0。

如经由框768和769所示，将相应的D_real和D_Imag值乘以D_FT_T（来自故障检测单元224的信号，图2和6）。如由框770和771所表示的，将相应的结果保持达时间Tset2（例如0.5 ms）以表达D_Polar_Real和D_Polar_Imag，其中如果电流的实部的值是正的，则D_Polar_Real ＝ 1，如果电流的实部是负的，则D_Polar_real ＝ -1，并且如果实部的值小于0.05并且大于-0.05，则D_Polar_Real = 0。这同样适用于虚部D_Polar_Imag。

转向基于行波的保护，如图2中所看到的，基于行波的保护组件230的输入包括行波实时分析器单元116的输出（的至少一些）。可以表达以下保护功能：

（1）基于行波的距离（框232），其中输入是电压和电流行波的小波变换的第一尺度，并且其可以通过将第一和第二有效波之间的时间间隔与从一端到另一端的传播时间进行比较来表达。

（2）基于行波的边界保护（框233），其中输入是电流行波的小波变换的第一尺度和第四尺度，并且其可以通过将第一尺度的大小与第四尺度进行比较来表达。

（3）基于行波的方向（框234），其中输入是正向和反向行波的第四小波变换F_S4和B_S4的其余部分的下采样值，并且其可以通过比较反向行波和正向行波的大小来表达。

（4）基于行波的方向比较（框235），并且其可以通过比较由线路的两端处的行波产生的故障方向来确定。

（5）基于行波的差动保护（框236），其可以通过比较差动波W_diff和偏置波W_bias来表达，其中输入是本地端的反向行波和远端的正向行波。

（6）基于行波的极化比较保护（框237）可以通过比较两端的电流行波的极化来表达；如果两端两者都处于相同极化中，则确定其为内部故障。

图8例示了与实现基于行波的方向保护（框234，图2）相关的细节。在图8中，来自小波变换（图2）的输出的第四尺度的正向和反向行波B_S4和F_S4被发送到相应的绝对算子元件880和881，其中B_S4和F_S4的绝对（ABS元件）值可以通过以下等式获得：

如经由框882和883所示，将B_S4和F_S4用作比较的基础，其中结果如图8中所示那样使用。注意，D_FT_T是来自故障检测单元的故障检测信号，如图2和6中所示。复位延迟规定，如果输入拾取（pick up），则输出拾取；而如果输入下降，则在输入下降后延迟达一段时间，输出将下降。DDB_DIR_FWD的输出（拾取）意指该故障是正向方向故障，并且输出DDB_DIR_RVS（拾取）意指该故障是反向方向故障。

在图9中描绘了以用于基于f行波的距离保护（框232，图2）的示意图的形式的实现。在图9中，高频行波的功率P_TWH通过电压和电流的小波变换的结果的第一尺度U_{WT_S1}和I_{WT_S1}来计算。在第一运算（框990）中，如果P_TWH小于-0.005 p.u.，则D_TW_NEG = 1，否则D_TW_NEG = 0。在第二运算（框991）中，如果P_TWH大于0.005 p.u.，包括针对长度h（小波的系数的长度）取的复位延迟（框993），则D_TW_POS = 1，否则D_TW_POS = 0。

如经由框994（AND（与））和996（复位延迟）所示，D_TW_DIST是对D_TW_NEG和NOT（非）D_TW_POS的AND运算的结果，即，如果D_TW_NEG = 1，并且D_TW_POS = 0，则D_TW_DIST= 1，否则，D_TW_DIST = 0。D_TW_DIST的脉冲串（burst）被用于行波时间间隔检测，以用于基于行波的距离保护。

框998测量D_TW_DIST的前两个脉冲串之间的时间T_TW12。框999辨别用于基于行波的距离保护的内部故障。如果T_TW12<Tset，则将其确定为内部故障，并发出DDB_TW_DIST。Tset被设置为0.95*（2L/c），其中L是保护线路的长度，c是行波的速度，对于架空传输线，其近似为2.97e+5km/s；而对于电缆，该速度通过以下等式来计算：

其中L ₁ 是每单位长度的正序电感（positive sequence inductance），C ₁ 是电缆的每单位长度的正序并联电容。这可以通过对线路充电来在线校正。

关于基于行波的边界保护（框233，图2），边界保护单元的输入分别是电流行波的第一尺度和第四尺度小波变换，即，I_{WT_S1}和I_{WT_S4}。图10中表示了一种用于实现基于行波的边界保护的方案。

在图10中，电流的第一尺度小波变换I_{WT_S1}在Tset的时间窗口中进入到平均滤波器1062中；这样的滤波器可以与故障检测单元中的滤波器（等式9）相同，其中时间窗口N等于Tset/Ts。注意，例如，Tset可以被选择为0.2 ms，并且Ts是采样周期，诸如针对1 MHz采样速率，Ts为1 µs。可以通过等式15来计算绝对值E_S1（框1064），其中，绝对值是实部的平方和虚部的平方之和的平方根。

还如图10中所示，电流的第四尺度小波变换IWT_S4被双步分辨率上采样三次（框1060），以使第四尺度值具有与第一尺度值相同的分辨率。上采样可以通过两个步骤进行；第一步骤在样本之间插入零，并且第二步骤是与系数p（n）的卷积运算，如图5中针对小波变换的那样。再次，可以使用在计算E_S1时使用的相同技术来计算绝对值E_S4（框1065）。

如经由框1066表示的那样，如果E_S1 > K*E_S4+E₀，其中例如K可以被选择为0.25，并且E₀可以被选择为0.01 p.u.，则该故障被辨别为内部故障，并且DDB_TW_BOUND输出为高（值一）。该输出与D_FD_T（经由图6获得）进行AND以提供得到的DDB_TW_BOUND值。

图11中示出了用于实现基于行波的极化比较保护（框237，图2）的方案。基于行波的极化比较保护组件237的输入包括来自本地和远程终端两者的极化信号（实和虚）。极化的本地信号需要随通信时间延迟而被延迟（框1110和1111），并乘以（框1112和1113）远端的极化信号。如果相乘的结果是正的，则这指示两个终端的极化是相同的；（正极化信号将为+1，负极化信号将为-1）。

图12中表示了用于基于行波的方向比较保护（框234，图2）的方案。如可以看到的，如果来自本地终端和远程终端两者的故障的方向确定都在正向方向上，则它是内部故障，并且DDB_TW_DIR_COMP = 1。

图13示出了用于基于行波的方向距离/边界单元保护的方案。基于行波的边界保护（使用边界保护作为示例）或距离保护的输出可以通过来自方向元件的方向信号来监督，以表达方向边界保护（DDB_DIR_BOUND）或方向距离保护（DDB_DIR_DIST）。当与方向边界/距离信号组合时，这通过使用OR（或）门1320来表达单元边界/距离保护方案。

图14示出了用于基于行波的差动保护（框236，图2）的方案。基于行波的差动保护的输入包括如上所述的反向行波的第4尺度缩放变换B_S4和来自远端的正向行波的第4尺度缩放变换。

由框1440表示的第一步骤通过将本地波延迟T来将本地行波B_S4与接收到的行波F_S4对准：

其中T _comm 是从远程终端发送波数据的通信延迟；该时间可以通过样本上的时间标签解决（可以使用同步设备，诸如GPS），并且T _prop 是行波从远程终端到本地终端的传播时间，其可以通过以下公式来计算：

其中，L是线路长度，并且c是行波的速度，例如其可以被设置为2.97e5km/s，或通过等式16计算。当线路正在充电时，也可以调试（commission）该时间。

由框1442表示的第二步骤涉及差动行波和偏置行波。差动行波w_Diff和偏置行波w_Bias可以从以下等式获得：

其中N等于round（T/Ts），并且Zc是浪涌阻抗；对于架空线路，Zc在初级侧中可以等于500欧姆，而对于电缆，Z _C 可以通过

来计算。

在由框1444表示的第三步骤中，可以通过以下等式计算时间窗口（Tset = 0.2ms）中的RMS值：

其中N=round（Tset/Ts）。

由框1446表示的第四步骤提供了内部和外部故障的辨别，即，W_diff是否大于K倍W_bias加上W₀，其中W₀可以例如等于0.1，并且K可以是可设置为0.1-1的。

注意，最终跳闸逻辑需要与经由故障相标识114（图1-4）获得的信号组合。

转向与故障定位相关的方面，故障检测信号由行波分析器116（图1和2）产生，用于将行波样本冻结在存储器110，以用于基于行波的高准确度离线故障定位的目的。更特别地，一旦检测到故障，包括行波样本的存储器就提供这些持久样本的快照，所述快照被发送到故障定位模块、中央单元和/或第三方服务器以执行故障定位操作。如图1中所示，故障定位器125可以包括单端故障定位126、双端故障定位127和/或多端故障定位128。来自故障定位器125（例如125-127中的任一个）的输出可以包括故障区段和故障距离。

对于单端故障定位，电流的小波变换I_{WT_S1}和高频行波的有功功率P_TWH被馈送到单端故障定位器126中。图15示出了基于行波的单端故障定位器的方案。

在图15中，框1550找到I_{WT_S1}的绝对值（模量）的局部最大值。框1552检测局部最大值的方向。如果P_TWH小于负阈值，例如-0.005，则保持该最大值，否则将其丢弃。具有正向方向的（一个或多个）局部最大值被发送到故障定位程序1554以计算故障距离。

故障定位程序逻辑1554在图16中呈现。如可以看到的，操作1602评估第一最大值，并且如果第一最大值存在，则操作1604记录时间标签T1。类似地，操作1606评估第二最大值，并且如果第二最大值存在，则操作1608记录时间标签T2；此外，操作1610将最大值记录为Im1。操作1612评估第三最大值，并且如果第三最大值存在，则操作1614记录时间标签T3，并且操作1616将最大值记录为Im2。

用经由操作1604、操作1608和1610和/或操作1614和1616获得的值，经由操作1618、1620或1622示出的逻辑产生X，该距离基于T1和T2或T3。注意，c是行波的速度。

对于双端故障定位，将记录的样本或检测到的到达时间发送到中央单元。故障定位器，诸如双端故障定位器组件127（图1）可以被部署在中央单元中。在图17中示出了用于准确定位故障的过程。

图17的操作1702输入线路长度L和行波速度c ₀ 的初始参数；可以通过串联阻抗和并联导纳的线路参数来评估该速度，或通过近似值来给出该速度，诸如对于架空传输线，为2.95E+5 km/s。

其中z₁是每公里线路的串联阻抗，y ₁是每公里线路的并联导纳，并且f ₀ = 50或60Hz。

如果如由操作1704所评估的那样线路正在充电，即仅闭合一个终端断路器（breaker），则可以通过检测两个终端处的到达时间（操作1706）来修改行波的速度（操作1708）：

其中TA是行波到达远程终端处（其中断路器未闭合）的时间，TB是其中断路器闭合的终端处的到达时间。

如果线路上发生故障，则在变电站A中，行波到达时间在操作1708处被检测为TA，并且在变电站B中，行波到达时间为TB。到变电站A的故障距离可以通过操作1712确定，对应于以下等式：

在找到故障位置之后，如果可能的话，可以要求维修人员等输入实际故障距离的反馈（操作1714），以用于校正L和c0的参数，随后提高故障定位的准确度。可以通过以下公式来校正参数（操作1716和1718）：

可以再次计算故障距离，根据需要重复操作1716和1718，例如，直到误差小于150米。L和c ₀ 的校正参数被记录以用于下一次故障定位。

图18示出了多端系统，对于该系统可以执行多端故障定位（框128，图1）。例如，考虑在多端系统上发生故障，其中行波设备/节点TWD_A-TWD_H被部署在每个结点上。

图19中示出了针对上述示例（针对对应于1至8的节点A-H）的故障定位和故障区段标识（定位故障区段）的过程。在故障区段定位发生之前，行波拓扑矩阵由以下子过程表达：如果节点i（i = A，B，…，H）与节点j（j = A，B，…，H）直接连接，则矩阵的第i行第j列为T_Lij，其是从节点i至j的传播时间：

，其中L _ij 是i和j之间的区段长度，c _ij 是在该区段中传播的行波速度（它可能与不同区段中的速度不同，因为导体可能不同）。如果节点i未与节点j直接连接，则矩阵的第i行第j列为零：

操作1902-1918测量每个结点处的行波（如果它是电流测量，则可以在该结点处测量与结点连接的分支中的任何一个分支的电流，由此不必为与该结点连接的每个分支部署电流测量）。在该示例中，通过遍历（iterating through）与节点A-H对应的i和j，确定行波的初级到达时间。例如，如果在区段BD中发生故障，则每个行波设备（TWD）都可以测量行波并获得初级行波的到达时间TArriv_A、TArriv_B、TArrivC、…、TArrivH。

操作1922和1924（如果需要）定位故障区段。通常，在操作1922处，如果到达时间差小于沿着给定区段的传播时间，则故障在该区段中。如果故障不在区段中的任一个中，即没有针对其到达时间差小于沿着该区段的传播时间的区段，则故障位于在其处到达时间是最早的节点上（操作1924）。只要确定了故障区段，就可以通过在上面已经呈现的双端方法来确定故障距离。

一个或多个方面，诸如在方法的示例操作（例如，由包括处理器的系统执行）中实现的那些方面在图20中表示，并且针对分析（操作2002）对应于电力传输系统上的故障的行波。操作2004表示接收表示行波的电流和电压分量的数据。操作2006表示将数据保存在存储设备中，以用于故障的故障位置确定。操作2008表示将数据变换（包括经由小波变换进行变换）成小波变换结果。操作2010表示将小波变换结果用于电力传输系统的保护。

各方面可以包括从耦合到电力传输系统的相应电流和电压传感器接收模拟电流和电压信息，经由带通滤波对模拟电流和电压信息进行滤波，以获得包括模拟电流和电压信息的行波信息，并将行波信息数字化成表示行波的电流和电压分量的数据。

对数据进行变换，包括经由小波变换来进行变换，可以包括经由α-β变换将数据变换成包括电流矢量和电压矢量的空间矢量，并对电流矢量和电压矢量执行小波变换，变成小波变换结果。

将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括将电压和电流行波的小波变换结果的第一尺度用于基于行波的距离保护。将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括将电流行波的小波变换结果的第一尺度和第四尺度用于基于行波的边界保护。将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括使用对应于正向和反向行波的下采样值来确定行波方向数据。将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括将行波方向数据用于基于方向比较的保护，该基于方向比较的保护比较由电力传输系统的端处的行波产生的故障方向。

将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括基于电压行波的小波变换结果的第四尺度和电流行波的小波变换结果的第四尺度乘以系统浪涌阻抗值来表达正向和反向行波信息，使用正向和反向行波信息来获得差动行波信息和偏置行波信息，以及将差动行波信息和偏置行波信息用于基于行波的差动保护。

将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括比较电力传输系统的两端处的电流行波的极化，以执行极化比较保护。将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括执行单元保护以在限定的边界内输出跳闸信号。将小波变换结果用于电力传输系统的保护可以包括执行非单元保护以输出跳闸信号。

将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定可以包括向单端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。

将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定可以包括向双端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。各方面可以包括包括、获得实际故障距离值，以及使用实际故障距离值来提高故障定位准确度。

将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定可以包括向多端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。各方面可以包括由多端行波故障定位器在对应于部署在多个端处的行波设备的一组结点上进行迭代，以定位故障区段。

一个或多个示例方面在图21中表示，并且可以对应于包括行波设备2102的系统，该行波设备2102被配置成分析表示与电力传输系统上的故障相对应的行波的行波数据。行波设备2102可以包括处理器2104和小波变换组件2106，小波变换组件2106经由处理器2104将行波数据变换成小波变换结果。行波设备2102可以包括保护组件2108，该保护组件2108使用小波变换结果来输出用于电力传输系统保护的跳闸信号，其中保护组件可以包括基于行波的距离保护组件2110、基于行波的边界保护组件2112、基于行波的差动保护组件2114和基于行波的基于极化的保护组件2116。

行波设备可以被进一步配置成将行波数据的数字表示保存在存储设备中，以用于离线故障位置确定。

在图22中表示诸如在机器可读存储介质中实现的一个或多个方面，其包括可执行指令，当所述可执行指令被处理器执行时促进操作的执行。示例操作包括操作2202，其表示从耦合到电力传输系统的相应电流和电压传感器接收模拟电流和电压信息。操作2204表示经由带通滤波对模拟电流和电压信息进行滤波，以获得包括模拟电流和电压信息的行波信息。操作2206表示将行波信息数字化成表示行波的电流和电压分量的数据。操作2208表示将数据保存在存储设备中，以用于故障位置确定。

进一步的操作可以包括，经由α-β变换将数据变换成包括电流矢量和电压矢量的空间矢量，经由小波变换将数据变换成小波变换结果，以及将小波变换结果用于电力传输系统的保护。

如可以看到的，本文中描述的技术促进一种系统，该系统促进针对各种类型的故障的各种类型的基于行波的保护。本文中描述的技术促进准确的故障定位。

为了针对所公开的主题的各种方面提供上下文，图23和下面的讨论旨在提供对其中可以实现所公开的主题的各种方面的合适环境的简要的一般描述。虽然上面已经在运行在一个和/或多个计算机上的计算机程序的计算机可执行指令的一般上下文中描述了主题，但是本领域技术人员将认识到，所公开的主题也可以结合其他程序模块来实现。通常，程序模块包括执行特定的任务和/或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。

在本说明书中，诸如“存储”、“存储设备”、“数据存储”、“数据存储设备”、“数据库”以及与组件的操作和功能相关的基本上任何其他信息存储组件的术语指代“存储器组件”或在“存储器”中实现的实体或包括存储器的组件。要注意，本文中描述的存储器组件可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性和非易失性存储器两者，作为说明而非限制，易失性存储器2320（参见下文）、非易失性存储器2322（参见下文）、磁盘存储设备2324（参见下文）和存储器存储设备2346（参见下文）。此外，非易失性存储器可以被包括在只读存储器、可编程只读存储器、电可编程只读存储器、电可擦除只读存储器或闪存中。易失性存储器可以包括充当外部高速缓存存储器的随机存取存储器。作为说明而非限制，随机存取存储器以多种形式可用，诸如同步随机存取存储器、动态随机存取存储器、同步动态随机存取存储器、双数据速率同步动态随机存取存储器、增强同步动态随机存取存储器、Synchlink动态随机存取存储器和直接Rambus随机存取存储器。此外，本文中的系统或方法的公开的存储器组件旨在包括但不限于包括这些和任何其他合适类型的存储器。

此外，要注意，所公开的主题可以用其他计算机系统配置来实施，所述计算机系统配置包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算设备、大型计算机以及个人计算机、手持式计算设备（例如，个人数字助理、电话、手表、平板计算机、上网本计算机、…）、基于微处理器的或可编程的消费者或工业电子设备等。说明的方面也可以在分布式计算环境中实施，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行；然而，本公开中的一些（如果不是所有）方面可以在独立的计算机上实施。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。

图23图示了根据实施例的可操作以执行所公开的系统和方法的计算系统2300的框图。计算机2312包括处理单元2314、系统存储器2316和系统总线2318。系统总线2318将系统组件耦合到处理单元2314，所述系统组件包括但不限于系统存储器2316。处理单元2314可以是各种可用处理器中的任何处理器。双微处理器和其他多处理器架构也可以被用作处理单元2314。

系统总线2318可以是若干种类型的（一个或多个）总线结构中的任何总线结构，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、和/或使用任何各种可用总线架构的本地总线，包括但不限于工业标准架构、微通道架构、扩展工业标准架构、智能驱动电子设备、视频电子标准协会本地总线、外围组件互连、卡总线、通用串行总线、高级图形端口、个人计算机存储卡国际协会总线、火线（电气和电子工程师协会2494）和小型计算机系统接口。

系统存储器2316可以包括易失性存储器2320和非易失性存储器2322。基本输入/输出系统可以被存储在非易失性存储器2322中，该基本输入/输出系统包含用于诸如在启动期间在计算机2312内的元件之间传递信息的例程。作为说明而非限制，非易失性存储器2322可以包括只读存储器、可编程只读存储器、电可编程只读存储器、电可擦除只读存储器或闪存。易失性存储器2320包括充当外部高速缓存存储器的只读存储器。作为说明而非限制，只读存储器以多种形式可用，诸如同步随机存取存储器、动态只读存储器、同步动态只读存储器、双数据速率同步动态只读存储器、增强同步动态只读存储器、Synchlink动态只读存储器、Rambus直接只读存储器、直接Rambus动态只读存储器和Rambus动态只读存储器。

计算机2312还可以包括可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。图23例如图示了磁盘存储设备2324。磁盘存储设备2324包括但不限于比如磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、闪存卡或存储棒的设备。此外，磁盘存储设备2324可以包括单独或与其他存储介质组合的存储介质，包括但不限于光盘驱动器，诸如压缩盘只读存储器设备、压缩盘可记录驱动器、压缩盘可重写驱动器或数字通用盘只读存储器。为了促进将磁盘存储设备2324连接到系统总线2318，通常使用可移动或不可移动接口，诸如接口2326。

计算设备通常包括多种介质，所述介质可以包括计算机可读存储介质或通信介质，这两个术语在本文中如下彼此不同地使用。

计算机可读存储介质可以是可以被计算机访问的任何可用存储介质，并且包括易失性和非易失性介质两者、可移动和不可移动介质。作为示例而非限制，计算机可读存储介质可以结合用于存储诸如计算机可读指令、程序模块、结构化数据或非结构化数据的信息的任何方法或技术来实现。计算机可读存储介质可以包括但不限于只读存储器、可编程只读存储器、电可编程只读存储器、电可擦除只读存储器、闪存或其他存储技术、压缩盘只读存储器、数字通用盘或其他光盘存储设备、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁存储设备、或可被用于存储所期望信息的其他有形介质。在这方面中，本文中如可以被应用于存储设备、存储器或计算机可读介质的术语“有形的”要被理解为仅排除作为修饰语（modifier）的传播无形信号本身，并且不放弃对不仅传播无形信号本身的所有标准存储设备、存储器或计算机可读介质的覆盖。在一个方面中，有形介质可以包括非暂时性介质，其中本文中如可以被应用于存储设备、存储器或计算机可读介质的术语“非暂时性”要被理解为仅排除作为修饰语的传播暂时性信号本身，并且不放弃对不仅传播暂时性信号本身的所有标准存储设备、存储器或计算机可读介质的覆盖。计算机可读存储介质可以例如经由访问请求、查询或其他数据检索协议被一个或多个本地或远程计算设备访问，以用于关于由该介质存储的信息的多种操作。

通信介质通常在数据信号中实现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他结构化或非结构化数据，所述数据信号诸如调制数据信号，例如载波或其他传输机制，并且包括任何信息传递或传输介质。术语“调制数据信号”或信号指代一个信号，该信号使其特性中的一个或多个以这样的方式来设置或改变以便在一个或多个信号中编码信息。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质（诸如有线网络或直接有线连接）以及无线介质（诸如声学、RF、红外和其他无线介质）。

可以注意到，图23描述了在用户和合适的操作环境2300中描述的计算机资源之间充当中介（intermediary）的软件。这样的软件包括操作系统2328。可以被存储在磁盘存储设备2324上的操作系统2328用于控制和分配计算机系统2312的资源。系统应用2330通过存储在系统存储器2316中或磁盘存储设备2324上的程序模块2332和程序数据2334，利用操作系统2328对资源的管理。要注意，所公开的主题可以用各种操作系统或操作系统的组合来实现。

用户可以通过（一个或多个）输入设备2336将命令或信息输入到计算机2312中。作为示例，用户接口可以在允许用户与计算机2312交互的触摸敏感显示面板中实现。输入设备2336包括但不限于指示设备，诸如鼠标、轨迹球、触控笔、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏手柄（game pad）、卫星圆盘天线（satellite dish）、扫描仪、TV调谐器卡、数码相机、数码摄像机、web相机、蜂窝电话、智能电话、平板计算机等。这些和其他输入设备通过（一个或多个）接口端口2338通过系统总线2318连接到处理单元2314。（一个或多个）接口端口2338包括例如串行端口、并行端口、游戏端口、通用串行总线、红外端口、蓝牙端口、IP端口或与无线服务相关联的逻辑端口等。（一个或多个）输出设备2340使用与（一个或多个）输入设备2336相同类型的端口中的一些。

因此，例如，通用串行总线端口可以被用于向计算机2312提供输入，并从计算机2312向输出设备2340输出信息。提供输出适配器2342以说明除了使用特殊适配器的输出设备2340之外，还有一些输出设备2340，比如显示器、扬声器和打印机。作为说明而非限制，输出适配器2342包括提供输出设备2340和系统总线2318之间的连接的手段的视频和声卡。应当注意，其他设备和/或设备的系统提供输入和输出能力两者，诸如（一个或多个）远程计算机2344。

计算机2312可以使用到一个或多个远程计算机（诸如（一个或多个）远程计算机2344）的逻辑连接在联网环境中操作。（一个或多个）远程计算机2344可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、云存储设备、云服务、工作站、基于微处理器的设备、对等设备或其他公共网络节点等，并且通常包括相对于计算机2312描述的元件中的许多或所有元件。

为了简洁起见，对于（一个或多个）远程计算机2344仅图示了存储器存储设备2346。（一个或多个）远程计算机2344通过网络接口2348被逻辑地连接到计算机2312，并且然后通过通信连接2350物理地连接。网络接口2348包含有线和/或无线通信网络，诸如局域网和广域网。局域网技术包括光纤分布式数据接口、铜分布式数据接口、以太网、令牌环等。广域网技术包括但不限于点对点链路、电路交换网络（比如综合服务数字网络及对其的变体）、分组交换网络和数字订户线（digital subscriber line）。如下面指出的，除了前述内容或代替前述内容，可以使用无线技术。

（一个或多个）通信连接2350指代用于将网络接口2348连接到总线2318的硬件/软件。尽管为了说明清楚起见，通信连接2350被示出在计算机2312内部，但是它也可以在计算机2312外部。用于连接到网络接口2348的硬件/软件可以包括例如内部和外部技术，诸如调制解调器，包括常规电话级调制解调器、电缆调制解调器和数字订户线调制解调器、综合服务数字网络适配器和以太网卡。

图24是本公开的主题可以与之交互的样本计算环境2400的示意性框图。系统2400包括一个或多个客户端2410。（一个或多个）客户端2410可以是硬件和/或软件（例如，线程、进程、计算设备）。系统2400还包括一个或多个服务器2430。因此，除了其他模型之外，系统2400还可以对应于两层客户端服务器模型或多层模型（例如，客户端、中间层服务器、数据服务器）。（一个或多个）服务器2430也可以是硬件和/或软件（例如，线程、进程、计算设备）。例如，通过采用本公开，服务器2430可以容纳线程以执行变换。客户端2410和服务器2430之间的一种可能的通信可以是以在两个或更多个计算机进程之间传输的数据分组的形式。

系统2400包括通信框架2450，该通信框架2450可以被用于促进（一个或多个）客户端2410和（一个或多个）服务器2430之间的通信。（一个或多个）客户端2410被可操作地连接到一个或多个客户端数据存储设备2420，客户端数据存储设备2420可以被用于存储（一个或多个）客户端2410本地的信息。类似地，（一个或多个）服务器2430被可操作地连接到一个或多个服务器数据存储设备2440，服务器数据存储设备2440可以被用于存储服务器2430本地的信息。

图25描绘了示例电网环境2500的图，其中可以实施所公开主题的各种方面。要理解，该图和相关联的公开作为非限制性示例呈现，以促进结合假设的电网资产对所公开主题的一个或多个方面的一般理解。此外，尽管针对上下文图示了样本值和资产，但是这些相同的样本值和资产是非限制性的，并且不应被视为限定范围的任何缩小。通常，图25的资产可以被分配给传输网部分（图的上部）或配电网部分（图的下部），如在世界范围的许多电网中是典型的那样。传输系统通常与非常高的AC电压或甚至DC功率的传输相关联。传输系统通常在向由配电网实体管理的区域配电网传递高功率的上下文中呈现。

如本文中公开的常规配电网通常具有扁平的控制结构，其中控制被集中在配电控制中心（DCC）中。相比之下，如图25中所示，根据本文中公开的主题，可以采用非扁平的控制形貌（topography）。在该非限制性示例中，图示了三层的配电控制系统组件。顶层（例如，上层）控制节点2510（也称为TOP 2510）（例如，包括顶层DNNC组件和顶层PSBC）可以被通信地耦合到初级层控制节点（例如，2520至2536），初级层控制节点可以包括初级层DNNC组件和初级层PSBC。在图25中，互连图示了基本的树结构拓扑。

在一个方面中，两个中间层控制节点2520（也称为MID 2520）和2521（也称为MID2521）可以被逻辑地放置在底层（例如，较低层）控制节点和顶层控制节点2510之间。此外，若干个底层控制节点，诸如底层控制节点2530到2536（也称为BOT 2530到BOT 2536），可以与各种边缘资产相关联。例如，底层控制节点2530可以与城市发电厂相关联，并且底层控制节点2531可以与一小组工业客户相关联。底层控制节点2530和2531可以通过中间层控制节点2520被逻辑地连接到顶层控制节点2510。这样，数据和规则可以通过该通信路径向上冒泡（bubble up）（例如，在层级中向上传送）或向下推送（例如，在层级中向下传送）。每个层（例如，顶层、中间层和底层）处的双向通信和闭环控制可以促进提高配电网性能。例如，在由与底层控制节点2531相关联的工业客户需要附加电力的情况下，来自中间层控制节点2520的控制信号可以通过底层控制节点2530从城市发电厂获得（source）更多电力，而不直接涉及顶层控制节点2510或从所图示的太阳能发电场或风力发电场消耗（drain）能量。

类似地，中间层控制节点2521可以与底层控制节点2532到2536相关联。例如，底层控制节点2533可以与服务城市网络的一部分的多个变压器逻辑相关联。此外，例如，底层控制节点2534可以与作为农村网络的部分的单个变压器相关联。此外，例如，在底层控制节点2532处，控制节点可以与诸如农场的单个消费者相关联。控制节点还可以与分布式发电相关联，例如底层控制节点2535与太阳能发电场相关联，并且底层控制节点2536与风力发电场相关联。这样，顶层控制节点2510和底层控制节点2532到2536之间的双向通信可以通过中间层控制节点2521进行。这样，针对中间层控制节点2520和相关联的子控制节点传播的规则可以不同于针对中间层控制节点2521和相关联的子控制节点传播的规则。此外，独立的闭环控制可以例如在底层控制节点2534和相关联的农村客户处受到影响，而不影响底层控制节点2533和相关联的城市网络。

要注意，本公开的方面或特征可以在基本上任何无线电信或无线电技术中利用，所述无线电信或无线电技术例如Wi-Fi；蓝牙；微波接入全球互操作性（WiMAX）；增强通用分组无线服务（增强GPRS）；第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）；第三代合作伙伴计划2（3GPP2）超移动宽带（UMB）；3GPP通用移动电信系统（UMTS）；高速分组接入（HSPA）；高速下行链路分组接入（HSDPA）；高速上行链路分组接入（HSUPA）；GSM（全球移动通信系统）EDGE（GSM演进的增强数据速率）无线电接入网（GERAN）；UMTS地面无线电接入网（UTRAN）；LTE高级（LTE-A）等。此外，本文中描述的方面中的一些或所有可以在传统电信技术（例如，GSM）中利用。此外，移动以及非移动网络（例如，互联网、诸如互联网协议电视（IPTV）的数据服务网络等）可以利用本文中描述的方面或特征。

虽然上面已经在运行在一个和/或多个计算机上的计算机程序的计算机可执行指令的一般上下文中描述了主题，但是本领域技术人员将认识到，本公开也可能或者可以结合其他程序模块来实现。通常，程序模块包括执行特定的任务和/或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。此外，本领域技术人员将理解，本发明方法可以用其他计算机系统配置来实施，所述计算机系统配置包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算设备、大型计算机以及个人计算机、手持式计算设备（例如，PDA、电话）、基于微处理器的或可编程的消费者或工业电子设备等。说明的方面也可以在分布式计算环境中实施，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行。然而，本公开的一些（如果不是所有）方面可以在独立的计算机上实施。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。

包括在摘要中描述的内容的本公开的说明实施例的上述描述不旨在是穷尽的或将所公开的实施例限于所公开的精确形式。尽管本文中出于说明性目的描述了具体实施例和示例，但是各种修改是可能的，其被认为在这样的实施例和示例的范围内，如相关领域中的技术人员可以认识到的那样。

在这方面中，尽管已经结合各种实施例和对应的附图描述了所公开的主题，但是在适用的情况下，要理解，可以使用其他类似的实施例，或者可以对所描述的实施例进行修改和添加，以用于执行所公开的主题的相同、相似、替代或代替功能，而不从其偏离。因此，所公开的主题不应该被限于本文中描述的任何单个实施例，而是应该根据下面所附的权利要求在宽度和范围上解释。

如其在本说明书中所采用的那样，术语“处理器”可以指代基本上任何计算处理单元或设备，包括但不限于包括单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。此外，处理器可以指代集成电路、专用集成电路、数字信号处理器、现场可编程门阵列、可编程逻辑控制器、复杂可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或被设计成执行本文中所描述的功能的其任何组合。处理器可以利用纳米级架构，诸如但不限于基于分子和量子点（molecular and quantum-dot）的晶体管、开关和门，以便优化空间使用或增强用户设备的性能。处理器也可以被实现为计算处理单元的组合。

如在本申请中使用的那样，术语“组件”、“系统”、“平台”、“层”、“选择器”、“接口”等旨在指代计算机相关实体或与具有一个或多个具体功能的操作装置相关的实体，其中该实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。作为示例，组件可以是但不限于是运行在处理器上的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。作为说明而非限制，在服务器上运行的应用和服务器两者都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行的线程中，并且组件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。此外，这些组件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。所述组件可以诸如根据具有一个或多个数据分组的信号经由本地和/或远程进程通信（例如，来自一个组件的数据与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互，和/或经 由该信号跨诸如因特网的网络与其他系统进行交互）。作为另一个示例，组件可以是具有由通过电气或电子电路操作的机械部分提供的具体功能的装置，其由通过处理器执行的软件或固件应用操作，其中处理器可以在装置的内部或外部，并执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一个示例，组件可以是通过电子组件提供具体功能的装置，而没有机械部分，电子组件可以在其中包括处理器，以执行至少部分地赋予电子组件的功能的软件或固件。

此外，术语“或”旨在意指包括性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另外指定，或者从上下文中清楚，否则“X采用A或B”旨在意指自然包括性的排列中的任一个。即，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在前述情况中的任何情况下都满足“X采用A或B”。此外，如在本说明书和附图中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文中清楚为涉及单数形式。

此外，术语“包括”旨在被用作开放式或包括性术语，而不是封闭式或排他性术语。除非另外明确地使用，否则术语“包括”可以用术语“包含”来代替，并且将被视为具有相似的范围。作为示例，“一篮子水果包括苹果”将被视为具有与“一篮子水果包含苹果”相同的范围的宽度。

此外，除非上下文保证所述术语之间的（一个或多个）特定区别，否则术语“用户”、“订户”、“客户”、“操作者”、“开关人员（switchman）”、“消费者”、“产消者（prosumer）”、“代理”等贯穿本说明书可互换采用。应当理解，这样的术语可以指代可以提供模拟视觉、声音识别等的人类实体或自动化组件（例如，通过人工智能支持，如通过基于复杂数学形式体系（formalisms）进行推理的能力支持）。

上面已经描述的内容包括说明所公开主题的系统和方法的示例。当然，不可能在本文中描述组件或方法的每个组合。本领域中的普通技术人员可以认识到，所要求保护的主题的许多进一步的组合和排列是可能的。此外，就在详细描述、权利要求、附录和附图中使用的术语“包括”、“具有”、“拥有”等而言，这样的术语旨在以类似于术语“包含”的方式是包括性的，如“包含”在用作权利要求中的过渡词时被解释的那样。

虽然本发明易于进行各种修改和替代构造，但是其某些说明性实现在附图中示出，并且已经在上面详细描述。然而，应当理解，不旨在将本发明限于所公开的具体形式，而是相反，旨在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。

除了本文中描述的各种实现之外，要理解，可以使用其他类似的实现，或者可以对所描述的（一个或多个）实现进行修改和添加，以用于执行对应的（一个或多个）实现的相同或等同功能，而不从其偏离。因此，本发明不被限于任何单个实现，而是要根据所附权利要求在宽度、精神和范围上解释。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

由包括处理器的系统分析对应于电力传输系统上的故障的行波，包括：

接收表示行波的电流和电压分量的数据；

将数据保存在存储设备中，以用于故障的故障位置确定；

将数据变换成小波变换结果，包括经由小波变换进行变换；以及

将小波变换结果用于电力传输系统的保护。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从耦合到电力传输系统的相应电流和电压传感器接收模拟电流和电压信息，经由带通滤波对模拟电流和电压信息进行滤波，以获得包括模拟电流和电压信息的行波信息，并将行波信息数字化成表示行波的电流和电压分量的数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中变换数据，包括经由小波变换进行变换，包括经由α-β变换将数据变换成包括电流矢量和电压矢量的空间矢量，并且对电流矢量和电压矢量执行小波变换，变成小波变换结果。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括将电压和电流行波的小波变换结果的第一尺度用于基于行波的距离保护。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括将电流行波的小波变换结果的第一尺度和第四尺度用于基于行波的边界保护。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括使用对应于正向和反向行波的下采样值来确定故障引起的行波方向。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护进一步包括将行波方向数据用于基于方向比较的保护，所述基于方向比较的保护比较由传输系统的端处的行波产生的故障方向。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括：基于电压行波的小波变换结果的第四尺度和电流行波的小波变换结果的第四尺度乘以系统浪涌阻抗值来表达正向和反向行波信息，使用正向和反向行波信息来获得差动行波信息和偏置行波信息，以及将差动行波信息和偏置行波信息用于基于行波的差动保护。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括：比较电力传输系统的两端处的电流行波的极化以执行极化比较保护。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括执行单元保护以在限定的边界内输出跳闸信号。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，将小波变换结果用于电力传输系统的保护包括执行非单元保护以输出跳闸信号。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定包括向单端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定包括向双端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括获得实际故障距离值，并使用实际故障距离值来提高故障定位准确度。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定包括向多端行波故障定位器提供基于时间的快照数据。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括，由多端行波故障定位器在对应于部署在多个端处的行波设备的一组结点上迭代，以定位故障区段。

17.一种系统，包括：

行波设备，其被配置成分析表示对应于电力传输系统上的故障的行波的行波数据，所述行波设备包括：

处理器，

小波变换组件，其经由处理器将行波数据变换成小波变换结果，以及

保护组件，所述保护组件使用小波变换结果来输出跳闸信号以用于电力传输系统保护，其中保护组件包括基于行波的距离保护组件、基于行波的边界保护组件、基于行波的差动保护组件和基于行波的基于极化的保护组件。

18.根据权利要求17所述的系统，其中行波设备被进一步配置成将行波数据的数字表示保存在存储设备中，以用于离线故障位置确定。

19.一种机器可读存储介质，包括可执行指令，所述可执行指令响应于执行而使得包括处理器的设备执行操作，所述操作包括：

从耦合到电力传输系统的相应电流和电压传感器接收模拟电流和电压信息；

经由带通滤波对模拟电流和电压信息进行滤波，以获得包括模拟电流和电压信息的行波信息；

将行波信息数字化成表示行波的电流和电压分量的数据；以及

将数据保存在存储设备中以用于故障位置确定。

20.根据权利要求19所述的机器可读存储介质，其中所述操作进一步包括：经由α-β变换将数据变换成包括电流矢量和电压矢量的空间矢量，经由小波变换将数据变换成小波变换结果，以及将小波变换结果用于电力传输系统的保护。

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