基于相量测量单元的智能电网断路故障定位研究

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1、万方数据指导小组成员名单胡波教授张建秋教授陆起涌教授杨涛副教授万方数据臼隶}¨{掣．1

2、爿≮摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．Abstract．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，，．．．．．．．，．，。．⋯．．．．．．．．．．．．．．第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1．1弓l言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1．2研究背景与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1．3相量测量单元(PMU)介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1．4淘内外研究现状⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15论文的主要内容及安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．第二章基于PMU观测的传输线断路故障定位⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．22潮流计算介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯2．2．1潮流计算原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2．2．2简化的直流潮流汁算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2．2．3潮流计算举例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2．3图论与电网拓扑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．3．1图沦基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．3．2图与电网拓扑之间的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．4基于相量测量单

4、元(PMU)的传输线断路故障定位⋯．2．4．1建模方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．5仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2．5．1仿真环境与工具⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2．5．2全节点观测单断路检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2．53全节点观测双断路检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章基于稀硫表示的部分观测的传输线断路故障定位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．2稀疏表示与压缩感知⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．2．1正交匹配追踪

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3．3采用内部系统观测推断全局断路定位算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3．3．1基于矩阵分块的内部系统描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3．3．2基于内部系统观测的OMP算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3，4仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一34．1部分节点观测的单断路检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3．4．2部分节点观测的双条及以上断路检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第四章基于最大似然估计的传输线断路故障定位4．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯．4．2贝叶斯估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈣2：：

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56、{i巧巧巧"篮船凹∞驼驼W％％％万方数据Fi录4．2．1贝11-r斯估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．2．3最人似然估计原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3基于最大似然概率的传输线断路故障定位⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4．3．1建模方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4．3．2基于最

57、大似然概率的传输线断路故障定位算法⋯．．4．4仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．45本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．第五章总结与展塑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52展望⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯●参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．硕士期问发表论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯363940434547485053万方数据摘要近年来，国内外电力系统发生了多次由连锁故障导致的大规模停电事故。这些由微小扰动引发的电力系统连锁故障会导致电网大面积崩溃的灾难性后果。此类事故的频繁发生，引发了许多关于级联故障的研究。预防级联故障事故

58、的关键之一就在于快速准确地定位初始故障的发生，包括单传输线故障和多传输线故障。因此，在大规模智能电网中，迅速并准确地定位电力线断路故障非常重要。由j二相量测量单元(PhasorMeasurementUnit，PMU)的f“泛使用，使得通过PMU来解决传输线断路故障定位问题成为可能。直接利用PMU检测传输断线断路故障成为一个新兴的研究方向。本论文将断路定位问题转化为图上特定边的寻找问题开展研究，基j二断路前与断路后两次由PMU上测量到的实时电压相角信息，通过构建优化模型来完成电网中的断路故障定位。酋先，从