基于卡爾曼濾波的行波波頭檢測算法研究

李傳健，陳炯聰，黃曙，鄭文杰（廣東電網有限責任公司電力科學研究院，廣東廣州　510062）

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基于卡爾曼濾波的行波波頭檢測算法研究

李傳健，陳炯聰，黃曙，鄭文杰
（廣東電網有限責任公司電力科學研究院，廣東廣州510062）

ABSTRACT：To address the difficu1ties in extracting the trave1ing wave head whi1e Positioning the fau1ts in the transmission 1ine，this PaPer ProPoses a new kind of wave head detecting method based on Ka1man fi1tering for Precise Positioning. The mode1 of vo1tage wave is estab1ished according to the actua1 characteristics of trave1ing wave signa1. Recursion method of Ka1man fi1tering is used to Process the signa1 which contains fundamenta1 comPonent and harmonic comPonents in the mode1. The wave head signa1 can be obtained by subtracting the fi1tering resu1t from the origina1 signa1. The sing1e-Phase grounding mode1 is estab1ished and the method ProPosed is used to extract the wave head signa1 from the transient trave1ing wave signa1 in this mode1. Simu1ation resu1t shows that the method ProPosed can effective1y detect the wave head，and it is of great Practica1 va1ue.

KEY W0RDS：trave1ing wave 1ocation；transient trave1ing wave；Ka1man fi1tering；wave head detecting；recursive a1gorithm

摘要：為了解決采用暫態行波對電力線路發生的故障進行定位時行波波頭不易提取的問題，引入卡爾曼濾波算法進行行波波頭檢測。依據實際行波信號的特點建立故障電壓行波模型，采用卡爾曼濾波的遞推算法對模型中的基頻以及各次諧波分量進行濾波處理，將得到的濾波結果在原信號的基礎上進行消減即得到包含有行波波頭信息的信號。建立系統發生單相接地故障模型，對模型中的故障行波信號應用該檢測方法進行波頭信息提取，仿真分析結果表明：所提出的方法能夠有效地檢測到行波波頭，具有很好的實用性。

關鍵詞：行波定位；暫態行波；卡爾曼濾波；波頭檢測；遞推算法

電力線路發生故障時，故障處會產生沿線路兩端以接近光速傳播的電壓及電流行波，故障引起的行波中包含著豐富的故障信息，合理利用行波信號中的故障信息就可以實現對故障的精確定位[1]。在行波定位中最核心的問題是如何準確地捕捉到故障后的暫態行波波頭，為了能夠準確地判斷波頭的到來時刻往往要求保護裝置的采樣率較高，而高采樣率容易受到各種噪聲的干擾，況且由于行波信號自身就包含有大量的噪聲，這使得行波波頭的分辨變得愈加困難。……