基于Hilbert-Huang變換的高壓輸電線路故障測(cè)距的研究.pdf

1、論文題目：基于HilbertHuang變換的高壓輸電線路故障測(cè)距的研究專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化碩士生：爾晨希（簽名）指導(dǎo)教師：付周興（簽名）摘要隨著輸電線路傳輸?shù)墓β逝c電壓等級(jí)不斷提高，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題隨之愈加突出。因此，輸電線路出現(xiàn)故障后，快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)并進(jìn)行處理，對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有十分重要的意義。輸電線路發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生向線路兩端運(yùn)動(dòng)的行波信號(hào)，沿輸電線路傳輸?shù)礁鱾€(gè)變電站中，故障行波到達(dá)的波形特性被記錄了下來，可以對(duì)其

2、進(jìn)行分析后進(jìn)行行波故障定位。目前小波分析法應(yīng)用于輸電線路故障測(cè)距被廣泛應(yīng)用，但其存在一些問題。比如在實(shí)際工程中使用小波分析法時(shí)，需要人為提前選定小波基，并不是根據(jù)信號(hào)本身的特點(diǎn)來自適應(yīng)的，這對(duì)故障測(cè)距的精度產(chǎn)生了很大的影響。理論上小波變換法可以處理非線性非平穩(wěn)信號(hào)，但是在實(shí)際工程中小波法只能處理線性信號(hào)，適用范圍也受到了一定的限制。并且其還受到Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)原理制約，這對(duì)故障定位的結(jié)果又產(chǎn)生了一定的影響。而基于Hilbert

3、Huang變換的故障測(cè)距因具有自適應(yīng)性，其并不存在這些問題。針對(duì)提高故障測(cè)距的精度，增強(qiáng)自適應(yīng)性，提高對(duì)于低頻信號(hào)的分辨，提出了使用HilbertHuang的方法進(jìn)行故障測(cè)距。此方法根據(jù)信號(hào)瞬時(shí)頻率的變化查找原信號(hào)突變點(diǎn)，根據(jù)信號(hào)的變化而變化，具有自適應(yīng)性，不需要預(yù)先選定基。并且其不受Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)原理制約，適用于平穩(wěn)信號(hào)、非線性非平穩(wěn)信號(hào)等，具有廣泛的適用性。本文將故障點(diǎn)的行波信號(hào)首先進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD），再對(duì)分解得

4、到的IMF1進(jìn)行HilbertHuang變換得到信號(hào)瞬時(shí)頻率圖，進(jìn)而找出頻率突變點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行行波波頭的識(shí)別。在介紹了HilbertHuang變換基本概念和原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行仿真算例分析，處理行波參數(shù)，得出測(cè)距結(jié)果并進(jìn)行誤差分析，并與小波變換進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明，本方法對(duì)于不同故障點(diǎn)距離，不同故障類型，不同的輸電線路長(zhǎng)度均有效且精度較高，其受過渡電阻的影響較小，且具有比小波法故障測(cè)距更高的精度，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：輸電線路；故障測(cè)距

5、；行波法；EMD分解；IMF；HilbertHuang變換研究類型：應(yīng)用研究Subject:theHighVoltageTransmissionLineFaultLocationBasedontheHilbertHuangTransfmSpecialty：PowerSystemAutomationName：ErChenxi（Signature）Instruct：FuZhouxing（Signature）ABSTRACTWiththein

6、creasingpowervoltagegradeoftransmissionlinetransmissionpowersystemsecuritystabilityproblembecomeincreasinglyprominent.Whenlinefaultoccurstofindthepointoffailureprocessingitfasttomaintainnmaloperationofpowersystemhasveryv

7、italsignificance.Transmissionlinefailureoccurstoproducethetravellingwavesignalstobothendsoftheline.Alongthetransmissionlinethewavestransmittothetransfmersubstationwhichrecdsthewavefmacteristicsoffaulttravelingwave.Aftera

8、nalyzeditcancarryoutwavefaultlocation.Thewaveletanalysismethodiswidelyappliedtothetransmissionlinefaultlocationbutithassomeproblems.Suchaswhenusingwaveletanalysismethodinpracticalengineeringitisneedtowaveletbaseinadvance

9、whichisnotaccdingtotheacteristicsofthesignalitself.Asaconsequenceithasagreatinfluenceontheaccuracyoffaultlocation.Theeticallywavelettransfmmethodcandealwithnonlinearnonstationarysignal.Butinthepracticalengineeringwavelet

10、transfmmethodcanonlydealwithlinearsignal.Thescopeofitsapplicationhasalsobeenacertainlimit.alsoit’sconstrainedbytheHeisenbergsuncertaintyprinciplewhichhasacertaininfluenceontheresultsoffaultlocation.WhiletheHilbertHuangtr

11、ansfmfaultlocationdoesnotexisttheseproblems.ToimprovetheaccuracyoffaultlocationenhancetheadaptabilityimprovetheresolutionoflowfrequencysignalthispaperproposesthemethodsofusingtheHilbertHuangtransfmffaultlocation.Thismeth

12、odbasesonthechangeofsignalinstantaneousfrequencytosearchmutationpointsofsignalaccdingtothesignalvarieswhichhastheadaptabilitydontneedwaveletbaseinadvance.itisnotsubjecttothelimitoftheHeisenberguncertaintyprincipleapplica