基于VMD-TEO的输电线路故障定位方法

张文坚，申岩，于文斌

(哈尔滨工业大学 电气工程及其自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

随着我国电网容量、距离、规模的增大，各等级输电线路总长也在逐渐攀升。而大多架设在山区、江河以及环境恶劣地区的架空线路受到线路故障影响将更加严重，电网的安全运行稳定性将面临干扰[1]。故障持续时间的长短决定了对电网产生危害的大小，快速准确定位故障点是输电线路安全运行的一项重大要求。

目前国内外对线路故障测距方面的研究日趋成熟，故障分析法以及行波法已经大量运用在实际工作场合中。尤为突出的是行波法中的双端行波法，即D型行波定位方法，其原理较单端行波法更加可靠，并且行波衰减现象更少见[2-3]。但在行波波头的检测领域中，仍存在一系列问题[4]。

针对行波波头的准确检测，有学者提出了基于小波变换理论提取故障行波波头，该方法利用小波分解后的某一尺度来提取模极大值，作为行波波头到达时刻带入计算[5-9]。小波变换不失为一种有效的波头提取方法，不过由于方法的自适应性差，小波基函数种类和不同分解尺度将会给计算结果带来较大差异，若行波信号中含有噪声干扰，小波变换方法将失去良好的定位性能，甚至无法定位[10-11]。

本文提出利用变分模态分解(variational mode decomposition，VMD)算法来提取故障行波的波头信号，对于含有噪声较严重的信号，使用VMD算法分解行波故障信号[11-13]，然后通过Teager能量算子(Teager energy operator，TEO)对分解后的高频模态分量进行能量突变点的提取，得到对应行波到达时刻[14-16]。……