自适应多级分支的多端线路故障测距方法、设备和介质与流程

本发明涉及电力系统继电保护，具体为一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法、设备和介质。

背景技术：

1、输电线路担任电能传送的重任，同时又是电力系统中发生故障最多的地方。传统输电线路多为两端线路，随着新型电力系统建设，新能源发电得到广泛应用，风电、光伏呈现出集中并网趋势，且出于成本节约和土地资源的考虑，多点t接入电网的多端线路在高压输电中的应用愈发广泛。输电线路跨度远，排故难度大，因此故障测距技术对于故障快速修复、保障可靠供电有着重要意义。

2、多端差动保护是多端线路最常用的主保护，保护装置通过通信通道获取到各端的同步电流及同步电压数据进行差动保护计算。多端线路保护故障测距以多端差动保护为基础，利用多端差动保护同步数据进行模型识别与故障定位。然而，现有多端测距方法或是需要额外增加测量点获取电气量信息，或是算法实现较为繁琐，算法逻辑复杂度或随端数增加、拓扑变化呈几何倍数增加，亦或是t接点附近存在死区，影响故障定位与测距计算。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法、设备和介质。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法，应用于目标电力系统；所述目标电力系统的拓扑结构为多支路t接干线的多端线路结构；所述方法包括：基于预设故障测距计算算式，计算目标故障点距离干线参考端的故障测距值；所述预设故障测距计算算式包括：

3、

4、其中，所述目标故障点为干线上的故障点，或故障点所在t接支路与干线的交叉点；dmf为所述故障测距值，分别为干线参考端电压、干线参考端电流、对端电压、对端电流，为第i个分支电流，z为干线单位长度线路阻抗；zmti为第i个支线与干线交叉点至干线参考端的线路阻抗，zl为干线全长线路阻抗。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法，应用于目标电力系统；所述目标电力系统的拓扑结构为多支路t接干线的多端线路结构；所述多端线路结构的开关位置均在合位；所述方法包括：获取所述目标电力系统的各端参数信息和同步模拟量；基于所述各端参数信息，确定所述目标电力系统的多端线路模型；所述多端线路模型包括干线和多级分支的连接关系模型；基于所述同步模拟量和预设线路故障测距计算算式，计算干线故障测距值；判断距离所述干线故障测距值所确定的位置最近的一级t接点与所述干线故障测距值所确定的位置的距离是否在预设范围内；如果否，则故障定位为所述目标电力系统的干线，并以所述干线故障测距值为故障测距结果；如果是，则基于所述预设线路故障测距算式，计算下一级线路的故障测距值，并基于所述下一级线路的故障测距值确定故障测距结果；所述预设故障测距计算算式包括：

6、

7、其中，dmf为故障测距值，分别为干线参考端电压、干线参考端电流、对端电压、对端电流，为第i个分支电流，z为干线单位长度线路阻抗；zmti为第i个支线与干线交叉点至干线参考端的线路阻抗，zl为干线全长线路阻抗。

8、进一步地，所述方法还包括：基于所述故障测距结果，确定故障测距与故障定位；其中，所述故障定位包括故障点临近的两个t接点或端点对应的支路保护的通道识别码。

9、进一步地，所述同步模拟量包括电压模拟量和电流模拟量；获取所述目标电力系统的同步模拟量，包括：获取所述目标电力系统的电压模拟量和电流模拟量；基于平滑傅氏算法对所述电压模拟量进行预处理；基于差分傅氏算法对所述电流模拟量进行预处理。

10、进一步地，所述多端线路结构的每一端均配置多端差动保护装置；获取所述目标电力系统的同步模拟量，还包括：基于所述多端差动保护装置的动作情况，选取所述同步模拟量的目标分量；包括：若所述动作情况为单相故障，则选取所述同步模拟量的零序分量；若所述动作情况为两相故障，则选取所述同步模拟量的负序分量；若所述动作情况为三相故障，则选取所述同步模拟量的正序分量。

11、进一步地，基于所述预设线路故障测距算式，计算下一级线路的故障测距值，并基于所述下一级线路的故障测距值确定故障测距结果，包括：以距离所述干线故障测距值所确定的位置最近的一级t接点所在的目标支路作为二级线路，以干线参考端为参考端、以所述目标支路的端点为对端，基于所述预设线路故障测距算式计算所述二级线路的二级故障测距值；确定所述干线故障测距值所确定的位置与目标t接点的距离，是否大于所述二级故障测距值所确定的位置与所述目标t接点的距离；所述目标t接点为距离所述干线故障测距值所确定的位置最近的一级t接点；如果否，则故障定位为所述目标电力系统的干线，并以所述干线故障测距值为故障测距结果；如果是，且所述目标支路不存在下一级支路，则故障定位为所述目标支路，并以所述二级故障测距值为故障测距结果。

12、第三方面，本发明实施例还提供了一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法，应用于目标电力系统；所述目标电力系统的拓扑结构为多支路t接干线的多端线路结构，所述多端线路结构的每一端均配置多端差动保护装置；所述多端线路结构中的至少一个支路的开关位置处于分位，且至少两个支路的开关位置处于合位；所述方法包括：在所述多端差动保护装置动作后，选取两个电压可用支路作为一级多端测距干线的两端；基于预设线路故障测距计算算式，计算一级多端测距干线的故障测距值；判断距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点与所述故障测距值所确定的位置的距离是否在预设范围内；如果否，则故障定位为所述目标电力系统的一级多端测距干线，并以所述故障测距值为故障测距结果；如果是，则判断距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点所在支路电压是否可用；如果支路电压可用，基于所述预设线路故障测距算式，计算下一级线路的故障测距值，并基于所述下一级线路的故障测距值确定故障测距结果；所述预设故障测距计算算式包括：

13、

14、其中，dmf为故障测距值，分别为干线参考端电压、干线参考端电流、对端电压、对端电流，为第i个分支电流，z为干线单位长度线路阻抗；zmti为第i个支线与干线交叉点至干线参考端的线路阻抗，zl为干线全长线路阻抗。

15、进一步地，如果距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点与所述故障测距值所确定的位置的距离在预设范围内，且距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点所在支路电压不可用，则所述方法还包括：基于二级半测距计算算式，计算支路故障测距值，并将故障定位在距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点所在支路；其中，所述二级半测距计算算式包括：

16、

17、式中，d2′mf为所述支路故障测距值，dmtx为距离所述故障测距值所确定的位置最近的一级t接点tx与干线参考端的距离，dtxsx为tx与tx所在支线的对端sx的距离，ztxf为tx与故障点之间的线路阻抗，ztxsx为tx到sx端的线路阻抗。

18、第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例提供的方法。

19、第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如本发明实施例提供的方法。

20、本发明提供了一种自适应多级分支的多端线路故障测距方法、设备和介质，利用多端线路各端的同步电流量、电压量、开关位置以及线路参数，通过预设故障测距计算算式实现多端线路故障定位与故障测距，该方法易于实现，无需分区段计算，对于多级分支线路可扩展适用，缓解了现有的故障测距方法存在的算法逻辑复杂和算法实现较为繁琐的技术问题。