本申请涉及电力系统继电保护控制，特别涉及一种基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法、系统、存储介质及电子装置。
背景技术：
1、随着我国区域电网互联，我国已形成交直流混联的电网格局，电网的安全稳定运行面临新的挑战。其中，高压输电线路作为电网中电能传输媒介，受气候条件和地域特征差异影响，输电线路是故障率最高的设备之一。高压输电线路故障的精确定位对检修人员进行故障排查、快速恢复供电、缩短停电时间、降低停电损失具有重要意义。现有故障定位方法主要有行波法、故障分析法和固有频率法三类。其中行波法以测距精度高、适用范围广、受扰因素少等优势而在电力系统中得到了广泛的工程应用。
2、行波法分为单端法和双端法，单端法具有原理简单、仅需单端数据、无需同步等优势备受青睐。然而单端法的测距精度受行波波头和故障点反射波的准确识别影响很大。因此，学者们对单端量定位方法中故障点反射波的检测、辨识开展了大量的研究。但是仍无法避免单端行波定位方法需要可靠检测故障点反行波的事实。此外，故障行波受过渡电阻的影响较大。
3、为了合理化解决现有输电线路单端行波故障定位受故障点反射波的准确识别难的问题和解决定位精度受过渡到电阻影响大的问题，亟需一种新的基于行波的输电线路故障定位方法，以解决上述现有技术存在的问题。
技术实现思路
1、本申请各示例性实施例提供一种基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，以至少实现解决现有输电线路单端行波故障定位受故障点反射波的准确识别难的问题的技术效果和解决定位精度受过渡电阻影响大的问题的技术效果。
2、本申请各示例性实施例提供一种基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，包括如下步骤：
3、根据实际工程的电气参数以及控制参数，构建输电系统电磁暂态仿真模型，以预设步长对输电线路全长设置金属性接地故障并进行仿真；
4、记录故障发生时刻，以预设采样频率采集每种故障工况下故障定位装置安装处的电压量，以计算每种故障工况下的样本线模故障电压；
5、对所述各个故障位置计算的样本线模故障电压进行函数拟合，对应得到所述各个故障位置下样本线模故障电压的拟合系数；
6、对故障位置与所述各个预设步长条件下的拟合系数进行幂函数拟合，得到幂函数形式的故障定位函数；
7、当所述实际工程的输电线路保护装置检测到线路故障时，根据故障定位装置以预设采样频率采集的电压量计算实际线模故障电压，并对所述实际线模故障电压进行函数拟合以获得拟合系数，将拟合系数代入所述故障定位函数，计算获得故障距离。
8、在本申请的另一个方面，还提出了基于行波波前拟合的输电线路故障定位系统，包括：
9、模型仿真模块，配置为根据实际工程的电气参数以及控制参数，构建输电系统电磁暂态仿真模型，以预设步长对输电线路全长设置金属性接地故障并进行仿真；
10、故障工况计算模块；配置为记录故障发生时刻，以预设采样频率采集每种故障工况下故障定位装置安装处的电压量，以计算每种故障工况下的样本线模故障电压；对所述各个故障位置计算的样本线模故障电压进行函数拟合，对应得到所述各个故障位置下样本线模故障电压的拟合系数；对故障位置与所述各个预设步长条件下的拟合系数进行幂函数拟合，得到幂函数形式的故障定位函数；
11、目标故障计算模块，配置为当所述实际工程的输电线路保护装置检测到线路故障时，根据故障定位装置以预设采样频率采集的电压量计算实际线模故障电压，并对所述实际线模故障电压进行函数拟合以获得拟合系数，将拟合系数代入所述故障定位函数，计算获得故障距离。
12、在本申请的另一个方面，还提出了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
13、在本申请的另一个方面，还提出了一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
14、本申请具有如下有益效果：
15、(1)能够准确定位高压输电线路故障位置。本申请采集输电线路的电压量，计算输电线路的故障分量和线模故障分量，对输电线路全线路故障的样本线模故障电压进行logistic函数拟合，得到故障位置与拟合系数的幂函数表达式，对于实际工程发生的输电线路故障，将实际线模故障电压波前数据的logistic函数拟合系数带入幂函数表达式得到故障位置。
16、(2)无需准确确定故障电压行波的波速度。对高压输电线路全线路以预设步长进行故障仿真，得到的线模故障电压已经包含波速度对线模故障电压的影响，故不需要准确计算故障电压行波波速度。
17、(3)不受过渡电阻影响。本申请以步长δx千米仿真了全线路的金属性故障获得线模故障电压行波，在相同位置发生不同过渡电阻的故障时，线模故障电压行波波前呈线性关系，而本申请对线模故障电压行波波前陡度信息进行拟合，故相同位置不同过渡电阻情况下拟合系数相同，不受过渡电阻的影响。
18、(4)无需识别故障点反射的反行波。现有单端故障定位方法采用首行波与故障点反射的反行波到达故障定位装置处的时间差定位故障，需要对故障点的反射波与线路末端的反射波进行准确辨识。本申请对线模故障电压行波波前进行拟合，无需准确识别故障点反射的反行波。
1.一种基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，所述函数拟合采用logistic函数进行拟合。
3.根据权利要求2所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，故障定位装置采集的电压量包括：当输电线路为直流输电线路时，包括正极线路电压up(t)和负极线路电压un(t)；当输电线路为交流输电线路时，包括a相电压ua(t)、b相电压ub(t)和c相电压uc(t)；其中t为电压量采集时间，采集起始时刻为ts；
4.根据权利要求3所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，所述样本线模故障电压以及实际线模故障电压的计算方法，具体包括如下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，所述各个故障位置计算的样本线模故障电压进行函数拟合，对应得到所述各个故障位置下样本线模故障电压的拟合系数的步骤中，进行logistic函数拟合的样本线模故障电压的范围为从时刻开始至第一次出现时结束；
6.根据权利要求2所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，所述logistic函数的表达式为其中a、b、k为拟合系数，e为自然常数，|●|表示对●取绝对值，拟合系数k表征曲线变化快慢；以样本线模故障电压数据点与拟合值之间的相关系数平方值rlog作为拟合效果的评价参数。
7.根据权利要求1所述的基于行波波前拟合的输电线路故障定位方法，其特征在于，对故障距离x(i)与拟合系数k(i)进行幂函数拟合，获得拟合系数m和n；并以仿真设置的故障距离值与拟合值之间的相关系数平方值rpow作为拟合效果的评价参数。
8.一种基于行波波前拟合的输电线路故障定位系统，应用如权利要求1至7所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至7任一项中所述的方法。
