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区域电网的输电线路距离较长,所跨区域地形复杂,工作环境恶劣,是电力系统故障发生最多的地方。随着国民经济和社会发展,电力系统规模的日益扩大,电网结构愈加复杂,电力系统供电可靠性及安全性问题得到了广泛关注,传统的故障行波定位方法很难满足现代电力系统稳定性和经济性的要求。由于高频故障暂态行波不易受过渡电阻、短路类型以及线路结构的影响,行波法定位精度较高,成为了目前输电线路故障定位的研究热点,故障定位方法的重心也开始由单根输电线路过渡到整个电网的故障定位问题。目前常用的定位方法是以断路器状态信息为基础的,强调了断路器在故障定位中的作用,使得算法带有局限性。因此,研究一种快速准确的不依赖于断路器状态信息的区域电网输电线路故障定位方法对恢复供电、确保电力系统安全经济运行有着十分重要的意义。 本文首先对区域电网输电线路故障行波定位算法进行了研究,通过分析电网的拓扑结构与故障行波传播路径的关系,在双端行波定位方法的基础上,提出了一种基于网络通路的区域电网故障行波定位方法。该算法不依赖于断路器状态信息,根据电网中有限个变电站记录的初始行波到达时间和电网的拓扑结构信息进行故障定位。 其次,本文分析了现有的行波故障定位装置优化配置算法,论证了以双端定位为基础的定位算法所对应的优化配置目标的共性,根据网络故障行波定位装置的最优配置算法,提出了一种行波故障定位装置优化配置改进算法,原理简单,通用性较强。 为了验证本文提出算法的有效性,在EMTP-ATP中搭建了区域电网线路故障仿真模型,仿真了不同类型的故障,分析结果表明本文提出的定位算法在不同故障类型下均能实现故障定位,且能保持较高的精度,行波故障定位装置优化算法在准确定位输电线路故障的前提下减少了定位装置的数量,实现了最优。 另外,本文还搭建了区域电网输电线路故障定位模拟实验平台,模拟五种不同网络结构模型的故障实验,验证本文提出算法的有效性。实验分析结果表明,故障定位算法及其配置算法可行有效,在不同网络结构下均保持较高的定位精度。