Tài liệu Nghiên cứu phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện thuộc lưới điện phức tạp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN VINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN THUỘC LƯỚI ĐIỆN PHỨC TẠP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN VINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN THUỘC LƯỚI ĐIỆN PHỨC TẠP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. NGUYỄN XUÂN TÙNG 2. TS. NGUYỄN ĐỨC HUY Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là thành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. Các kết quả đạt được là chính xác và trung thực. Hà Nội, ngày 29 tháng 08 năm 2017 XÁC NHẬN CỦA TẬP THỂ HƯỚNG DẪN GV. HƯỚNG DẪN 1 GV. HƯỚNG DẪN 2 TÁC GIẢ LUẬN ÁN TS. Nguyễn Xuân Tùng TS. Nguyễn Đức Huy Nguyễn Xuân Vinh i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng đến hai thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp, TS. Nguyễn Xuân Tùng và TS. Nguyễn Đức Huy đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trong quá trình nghiên cứu. Hai thầy đã dành nhiều thời gian và tâm huyết, hỗ trợ về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện và Bộ môn Hệ thống Điện tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Chân thành cảm ơn các Giảng viên và cán bộ Bộ môn Hệ thống điện, đã hỗ trợ tận tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, Ban Chủ nhiệm khoa Điện – Điện tử đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả được tập trung nghiên cứu tại Hà Nội trong suốt thời gian qua. Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của các đồng nghiệp, nhóm nghiên cứu sinh của Viện Điện. Cuối cùng, tác giả thực sự cảm động và từ đáy lòng mình xin bày tỏ lòng biết ơn đến các Ông bà nội ngoại hai bên của con tôi và người vợ yêu quý cùng con trai thân yêu đã luôn ở bên tác giả những lúc khó khăn nhất, những lúc mệt mỏi nhất, để động viên, để hỗ trợ về tài chính và tinh thần, giúp tác giả có thể đứng vững trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện bản luận án này. Tác giả luận án Nguyễn Xuân Vinh ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ............................................................... viii MỞ ĐẦU......................................................................................................................1 1. 2. Mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu..............................4 3. Các đóng góp mới của luận án..........................................................................5 4. 1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................1 Cấu trúc nội dung của luận án ..........................................................................5 TỔNG QUAN.......................................................................................................7 1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước......................................................................7 1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước .....................................................................7 Thuật toán định vị sự cố áp dụng đường dây đơn đồng nhất với yêu cầu biết chính xác thông số đường dây ...........................................................................8 Thuật toán định vị sự cố không yêu cầu thông số đường dây áp dụng với đường dây đơn đồng nhất .......................................................................................10 Thuật toán định vị sự cố áp dụng cho đường dây đơn không đồng nhất với yêu cầu biết chính xác thông số đường dây......................................................12 Thuật toán định vị sự cố áp dụng cho đường dây truyền tải điện rẽ nhánh với yêu cầu biết chính xác thông số đường dây......................................................14 Đánh giá ảnh hưởng của sai số đo lường đến kết quả định vị sự cố .....16 1.3. Những vấn đề còn tồn tại và hướng nghiên cứu .............................................16 2. THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ SỰ CỐ CẢI TIẾN ÁP DỤNG VỚI ĐƯỜNG DÂY ĐƠN KHÔNG ĐỒNG NHẤT........................................................................................18 2.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................18 2.2. Thuật toán xác định thông số của các phân đoạn thuộc đường dây không đồng nhất sử dụng tín hiệu đo lường từ hai phía đầu đường dây ........................................18 Mạng hai cửa tương đương của đường dây không đồng nhất...............18 Thuật toán xác định thông số của các phân đoạn thuộc đường dây đơn không đồng nhất .....................................................................................................20 2.3. Thuật toán định vị sự cố sử dụng tín hiệu đo lường từ hai phía đầu đường dây...............................................................................................................................26 Bước 1: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn SC ................................26 Bước 2: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn RC................................27 iii Bước 3: Xác định vị trí sự cố ................................................................28 2.4. Mô phỏng kiểm chứng thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện không đồng nhất.............................................................................................29 Kết quả định vị sự cố ............................................................................30 So sánh kết quả định vị sự cố của thuật toán đề xuất với kết quả định vị sự cố của thuật toán [48].........................................................................................30 2.5. Kết luận ...........................................................................................................32 3. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ KHÔNG BIẾT TRƯỚC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY ÁP DỤNG VỚI ĐƯỜNG DÂY DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN RẼ NHÁNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT CHỦNG LOẠI DÂY..............................................................33 3.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................33 3.2. Thuật toán xác định thông số đường dây của đường dây rẽ nhánh không đồng nhất sử dụng tín hiệu đo lường từ ba đầu đường dây .................................................33 Mạng hai cửa tương đương của đường dây rẽ nhánh............................33 Trường hợp các phân đoạn của đường dây rẽ nhánh có thông số đường dây khác nhau .........................................................................................................34 3.3. Thuật toán xác định vị trí sự cố cho đường dây rẽ nhánh không đồng nhất sử dụng tín hiệu đo lường từ ba đầu đường dây ..............................................................49 Bước 1: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn SJ .................................49 Bước 2: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn RJ.................................49 Bước 3: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn TJ.................................49 Bước 4: Xác định vị trí sự cố ................................................................50 3.4. Thuật toán xác định thông số đường dây đồng thời định vị sự cố áp dụng với đường dây rẽ nhánh, các phân đoạn có cùng chủng loại dây, sử dụng một bản ghi sự cố.................................................................................................................................51 Bước 1: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn SJ .................................51 Bước 2: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn RJ.................................51 Bước 3: Giả thiết sự cố xảy ra trên phân đoạn TJ.................................51 Bước 4: Xác định thông số đường dây và vị trí sự cố...........................52 3.5. Mô phỏng kiểm chứng thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh..........................................................................................................53 Trường hợp đường dây truyền tải điện rẽ nhánh có các phân đoạn sử dụng các chủng loại dây khác nhau ........................................................................53 Trường hợp đường dây rẽ nhánh có hai phân đoạn có cùng thông số đường dây nhưng khác thông số của phân đoạn thứ ba..........................................55 Trường hợp các phân đoạn của đường dây rẽ nhánh có thông số đường dây giống nhau........................................................................................................57 3.6. Kết luận ...........................................................................................................60 4. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SAI SỐ ĐO LƯỜNG ĐẾN KẾT QUẢ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ .......................................................................................................................62 iv 4.1. Cơ sở đề xuất phương pháp ............................................................................62 4.2. Mô phỏng Monte Carlo...................................................................................63 4.3. Đánh giá ảnh hưởng sai số đo lường đến kết quả định vị sự cố của thuật toán xác định vị trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện không đồng nhất ............64 Kịch bản mô phỏng ...............................................................................65 Đặc tính thống kê ..................................................................................65 4.4. Đánh giá ảnh hưởng sai số đo lường đến kết quả định vị sự cố của thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh ....................................69 Trường hợp các phân đoạn thuộc đường dây rẽ nhánh có thông số đường dây khác nhau .........................................................................................................69 Trường hợp hai phân đoạn có cùng thông số đường dây nhưng khác thông số của phân đoạn thứ ba................................................................................73 Trường hợp các phân đoạn thuộc đường dây rẽ nhánh sử dụng cùng chủng loại dây.........................................................................................................77 4.5. Kết luận ...........................................................................................................81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................83 1. Đóng góp khoa học của luận án......................................................................83 2. Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo.......................................................84 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................85 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ..............................90 PHỤ LỤC...................................................................................................................91 A.1. Kết quả mô phỏng định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện không đồng nhất ....................................................................................................................91 A.2. Kết quả mô phỏng định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh: Trường hợp phân đoạn SJ, RJ, TJ có thông số có thông số đường dây khác nhau ....95 A.3. Kết quả định vị sư cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh: Trường hợp phân đoạn SJ, TJ có cùng thông số đường dây nhưng khác thông số đường dây của phân đoạn RJ ........................................................................................................97 A.4. Kết quả định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh: Trường hợp đường dây rẽ nhánh đồng nhất, phân đoạn SJ, RJ, TJ có cùng thông số đường dây ....................................................................................................................................99 A.5. Phương trình (2.48) ......................................................................................101 A.6. Phương trình (3.103) ....................................................................................105 A.7. Phương trình (3.105) ....................................................................................117 A.8. Phương trình (3.111) ....................................................................................125 A.9. Phương trình (3.112) ....................................................................................127 A.10. Phương trình (3.113) ..................................................................................128 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ABC Ngắn mạch 3 pha AG Ngắn mạch pha A với đất BC Ngắn mạch hai pha BC BCG Ngắn mạch hai pha BC với đất AC Dòng điện xoay chiều (Alternating Current) ANFIS Mạng nơ ron thích nghi mờ (Adaptive Neuro-Fuzzy training of Sugeno-type) COMTRADE Tiêu chuẩn định dạng tập tin để trao đổi tín hiệu sự cố (COMmon format for TRAnsient Data Exchange ) CT Máy biến dòng điện (Current transformer) d Vị trí sự cố DC Dòng điện một chiều (Direct Current) DFT Biến đổi Fourier rời rạc (Discrete Fourier Transform) GPS Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) IEC Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (International Electrotechnical Commission) HT Hệ thống điện IEEE Viện kỹ thuật điện và điện tử (Institute of Electrical and Electronics Engineers) imag Phần ảo của số phức l Chiều dài đường dây MLP Mạng nơ ron truyền thẳng nhiều lớp (Multilayer Perceptron) real Phần thực của số phức VT Máy biến áp (Voltage Transformer) Zc Tổng trở sóng của đường dây γ Hệ số truyền sóng của đường dây vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Định nghĩa Vsf , Isf , ΔIsf cho các loại sự cố ............................................................8 Bảng 2.1 Thông số phân đoạn SC, l1=100km. .....................................................................29 Bảng 2.2 Thông số phân đoạn CR, l2=20km........................................................................29 Bảng 2.3 Thông số nguồn. ...................................................................................................29 Bảng 2.4 Kết quả định vị sự cố xảy ra trên đường dây không đồng nhất............................30 Bảng 3.1 Thông số nguồn. ...................................................................................................53 Bảng 3.2. Thông số phân đoạn SJ........................................................................................53 Bảng 3.3. Thông số phân đoạn RJ. ......................................................................................53 Bảng 3.4. Thông số phân đoạn TJ. ......................................................................................53 Bảng 3.5. Kết quả định vị sự cố xảy ra trên đường dây rẽ nhánh không đồng nhất............54 Bảng 3.6. Kết quả định vị sự cố trên đường dây có thông số SJ, TJ khác RJ. ....................56 Bảng 3.7. Kết quả định vị sự cố xảy ra trên đường dây rẽ nhánh đồng nhất.......................58 Bảng 4.1 Sai số giới hạn của máy biến dòng điện [34]. ......................................................64 Bảng 4.2 Sai số giới hạn của máy biến điện áp [35]............................................................64 Bảng 4.3 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố AG – đường dây không đồng nhất.................66 Bảng 4.4 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BC..................................................................67 Bảng 4.5 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BCG...............................................................68 Bảng 4.6 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố ABC. ..............................................................68 Bảng 4.7 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố AG – đường dây rẽ nhánh không đồng nhất..71 Bảng 4.8 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BC..................................................................71 Bảng 4.9 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BCG...............................................................72 Bảng 4.10 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố ABC. ............................................................73 Bảng 4.11 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố AG – SJ, TJ khác thông số RJ. ....................75 Bảng 4.12 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BC................................................................76 Bảng 4.13 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BCG. ............................................................76 Bảng 4.14 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố ABC. ............................................................77 Bảng 4.15 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố AG – đường dây rẽ nhánh đồng nhất...........79 Bảng 4.16 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BC................................................................80 Bảng 4.17 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố BCG. ............................................................80 Bảng 4.18 Chỉ số thống kê đối với loại sự cố ABC. ............................................................81 vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Đường dây truyền tải đồng nhất .............................................................................8 Hình 1.2 Đường dây không đồng nhất.................................................................................12 Hình 1.3 Đường dây rẽ nhánh..............................................................................................14 Hình 2.1. Đường dây truyền tải không đồng nhất. ..............................................................18 Hình 2.2. Nối tiếp mạng hai cửa. .........................................................................................19 Hình 2.3 Bản ghi sự cố xảy ra trên đường dây 220kV Hưng Đông – Hà Tĩnh. ..................20 Hình 2.4 Sự cố xảy ra trên phân đoạn SC tại vị trí F1..........................................................21 Hình 2.5 Mạng hai cổng của đường dây không đồng nhất khi sự cố F1 xảy ra trên SC. .....21 Hình 2.6 Sự cố xảy ra trên phân đoạn SC tại vị trí F2..........................................................23 Hình 2.7 Mạng hai cổng của đường dây không đồng nhất khi sự cố F2 xảy ra trên SC. .....23 Hình 2.8 Sự cố xảy ra trên phân đoạn RC. ..........................................................................24 Hình 2.9 Mạng hai cổng của đường dây không đồng nhất khi sự cố F2 xảy ra trên RC......24 Hình 2.10 Thuật toán xác định thông số đường dây không đồng nhất. ...............................26 Hình 2.11 Sự cố xảy ra trên phân đoạn SC. .........................................................................26 Hình 2.12 Sự cố xảy ra trên phân đoạn RC..........................................................................27 Hình 2.13 Thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây không đồng nhất. ....................28 Hình 2.14 Mô hình mô phỏng đường dây không đồng nhất................................................29 Hình 2.15 So sánh kết quả định vị sự cố của thuật toán đề xuất với thuật toán [48]...........31 Hình 3.1 Đường dây truyền tải rẽ nhánh. ............................................................................33 Hình 3.2 Mô hình mạng hai cửa đường dây rẽ nhánh. ........................................................34 Hình 3.3 Sự cố trên phân đoạn SJ........................................................................................39 Hình 3.4. Mô hình mạng hai cửa khi sự cố trên phân đoạn SJ. ...........................................39 Hình 3.5 Sự cố trên phân đoạn RJ. ......................................................................................41 Hình 3.6. Mô hình mạng hai cửa khi sự cố trên phân đoạn RJ............................................41 Hình 3.7. Sự cố trên phân đoạn TJ.......................................................................................44 Hình 3.8. Mô hình mạng hai cửa khi sự cố trên phân đoạn TJ............................................44 Hình 3.9 Thuật toán xác định thông số đường dây rẽ nhánh không đồng nhất. ..................47 Hình 3.10 Thuật toán xác định thông số đường dây rẽ nhánh – SJ, TJ thông số khác RJ..48 Hình 3.11 Thuật toán xác định vị trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện rẽ nhánh50 Hình 3.12 Thuật toán định vị sự cố áp dụng với đường dây truyền tải rẽ nhánh đồng nhất52 Hình 3.13. Mô hình mô phỏng đường dây rẽ nhánh............................................................53 Hình 3.14 So sánh kết quả định vị sự cố của thuật toán đề xuất với thuật toán [47]...........55 Hình 3.15 So sánh kết quả định vị sự cố của thuật toán đề xuất với thuật toán [47]...........57 viii Hình 3.16 So sánh kết quả định vị sự cố của thuật toán đề xuất với thuật toán [47]...........59 Hình 4.1 Thuật toán đánh giá ảnh hưởng sai số của đo lường đến kết quả định vị sự cố. ..63 Hình 4.2 Hàm mật độ phân bố sai số định vị sự cố - đường dây không đồng nhất.............65 Hình 4.3 Phân tích độ nhạy kết quả định vị sự cố với các biến ngõ vào. ............................66 Hình 4.4 Hàm mật độ phân bố sai số định vị sự cố ˗ SJ, RJ, TJ khác nhau thông số..........69 Hình 4.5 Phân tích độ nhạy kết quả định vị sự cố với các biến ngõ vào .............................70 Hình 4.6 Hàm mật độ phân bố sai số định vị sự cố - SJ, TJ khác thông số RJ....................74 Hình 4.7 Phân tích độ nhạy kết quả định vị sự cố với các biến ngõ vào .............................74 Hình 4.8 Hàm mật độ phân bố sai số định vị sự cố - đường dây rẽ nhánh đồng nhất. ........78 Hình 4.9 Phân tích độ nhạy kết quả định vị sự cố với các biến ngõ vào. ............................78 ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việc xác định chính xác điểm sự cố trên đường dây truyền tải điện mang một ý nghĩa thiết thực đối với hệ thống truyền tải điện; định vị chính xác điểm sự cố sẽ làm giảm thời gian ngừng cấp điện với các sự cố duy trì, giảm nhân công huy động tìm kiếm vị trí sự cố và góp phần nâng cao độ tin cậy của lưới điện truyền tải. a. Qui trình tìm kiếm vị trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải đang được áp dụng tại các công ty truyền tải điện Việt Nam • Khi có sự cố trên đường dây, hệ thống rơle bảo vệ tại trạm biến áp sẽ cắt điện đường dây đó và thực hiện tự đóng lại; đồng thời chức năng báo khoảng cách của các rơle bảo vệ khoảng cách hoặc bảo vệ so lệch sẽ báo vị trí sự cố tính theo km từ vị trí đặt điểm đo của rơle. • Sự cố có thể là thoáng qua hoặc duy trì, tuy nhiên theo qui định hiện hành các đội quản lý đường dây đều phải tìm kiếm và xác định vị trí cũng như loại sự cố để có các giải pháp tránh sự cố tương tự có thể lặp lại hoặc có thể nhanh chóng thay thế các trang thiết bị hỏng hóc. • Thông thường các đơn vị quản lý đường dây cần phải cử nhân công đến vị trí cột tương ứng với khoảng cách sự cố rơle đã báo và chia thành hai nhóm để tìm kiếm về hai phía. Tại các vị trí cột đều cần phải kiểm tra bằng mắt thường xem có hư hỏng hay bất thường. Quá trình tìm kiếm tiếp diễn cho đến khi nào tìm được vị trí sự cố thực thì sẽ chụp ảnh ghi nhận và báo cáo. b. Các khó khăn còn tồn tại • Chức năng báo khoảng cách sự cố của các rơle bảo vệ khoảng cách thường báo vị trí sự cố với sai số tương đối lớn. Sai số của vị trí sự cố trong nhiều trường hợp có thể lên tới nhiều kilômét. Số liệu thống kê ở một số nước cho thấy cho thấy sai số gặp phải có thể từ 0,5÷2% [57], với đường dây dài 300km thì sai số ±1% tương đương với việc phải đi tìm kiếm trong phạm vi 6 kilômét (khoảng 20 khoảng cột). • Các đường dây truyền tải điện thường đi qua các địa hình đồi núi hoặc xa dân cư, xa đường giao thông (lưới điện truyền tải khu vực phía Tây Bắc). Do vậy rất nhiều trường hợp phải mất tới cả ngày để tìm chính xác một vị trí sự cố với lượng nhân công từ 4÷6 người. c. Các nguyên nhân kỹ thuật có thể liên quan tới việc định vị sự cố không chính xác Phân tích các yếu tố đầu vào của các thuật toán định xác định điểm sự cố cho thấy sai số về đo lường và mô hình đường dây sử dụng trong các thuật toán là các yếu tố chính ảnh hưởng tới sai số của kết quả định vị: • Các thuật toán định vị sự cố hiện nay đều yêu cầu dữ liệu đầu vào là tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường từ các đầu đường dây truyền tải điện, vì vậy khi có sai số đo lường thì kết quả định vị sự cố sẽ gặp phải sai số. Trong đó, sai số đo lường bao gồm:  Sai số của thiết bị biến đổi: theo tiêu chuẩn IEC60044_1_1996 về sai số của máy biến điện áp (VT) và IEC60044_2_1997 cho máy biến dòng điện (CT), thiết bị biến đổi có thể có sai số lớn nhất ±10% đối với CT và ±6% đối với VT. Do đó sai số của các thiết bị này có ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của phương pháp định vị, độ không đồng nhất của sai số cũng là yếu tố có thể có ảnh hưởng lớn đến kết quả định vị sự cố. Tuy nhiên, sai số của thiết bị biến đổi có tính chất 1 xác suất do vậy sai số của thiết bị biến đổi không thể loại bỏ mà chỉ có thể đánh giá ảnh hưởng của sai số này đến kết quả định vị sự cố. Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp đánh giá ảnh hưởng sai số đo lường đến kết quả định vị sự cố là cần thiết để xác định định lượng các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến thuật toán định vị, từ đó có thể đưa ra các quy định về sai số của thiết bị đo lường, cũng như cải tiến các thuật toán định vị sự cố, hoặc khuyến cáo về sai số gặp phải khi sử dụng các thuật toán định vị sự cố. Hiện nay có một số nghiên cứu như trong [7], [8], [9] sử dụng mạng nơ ron hoặc mạng nơ ron kết hợp logic mờ sử dụng một tập lớn các mẫu huấn luyện nhằm mục đích giảm sai số tuy nhiên hiệu quả đạt được vẫn là vấn đề cần quan tâm, đồng thời các nghiên cứu theo hướng này yêu cầu số lượng lớn bản ghi sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện để huấn luyện mạng nơ ron và đây là yêu cầu rất khó đáp ứng trong thực tế.  Sai số do hiện tượng bão hòa CT: khi CT bị bão hòa thì số liệu dòng điện đo lường không còn chính xác làm ảnh hưởng đến kết quả định vị sự cố. Để khắc phục hiện tượng bão hòa CT, một số tài liệu sử dụng phân tích Prony hoặc phương pháp bình phương cực tiểu kết hợp biến đổi Fourier rời rạc với mục đích khôi phục dạng sóng bão hòa như đã được tổng kết trong bài báo đã công bố số [4,5] của luận án. Tuy nhiên, kết quả phục hồi dạng sóng dòng điện của các thuật toán này bị ảnh hưởng bởi tần số lấy mẫu của tín hiệu, số lượng hài có trong tín hiệu...  Sai số do tín hiệu đo lường từ các phía đường dây không được đồng bộ: điện trở sự cố là yếu tố bất định có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả định vị sự cố của các thuật toán sử dụng tín hiệu đo lường từ một phía; và để không bị ảnh hưởng bởi điện trở sự cố các nghiên cứu hiện nay tập trung vào các thuật toán sử dụng tín hiệu đo lường đồng bộ từ các phía của đường dây. Vì vậy, nếu tín hiệu không được đồng bộ thì kết quả định vị sự cố sẽ bị sai lệch, và hiện này có một số nghiên cứu tập trung vào phương pháp đồng bộ tín hiệu đo lường từ các phía như đã được tổng kết trong các công trình đã công bố số [1,3,6] của luận án.  Sai số do tín hiệu đo lường có thành phần một chiều (DC): nếu tín hiệu đo lường có thành phần DC thì khi sử dụng biến đổi Fourier để xác định phasor của tín hiệu điện áp và dòng điện sẽ gặp phải sai số, từ đó kết quả định vị sự cố sẽ sai lệch do đầu vào của thuật toán định vị là phasor của tín hiệu đo lường. Các nghiên cứu đã đề xuất các phương pháp như bộ lọc Kalman hoặc bộ lọc mô phỏng số kết hợp DFT như được tổng kết trong công trình đã công bố [2] của luận án, để lọc bỏ thành phần DC góp phần nâng cao độ chính xác của các thuật toán định vị sự cố. • Mô hình đường dây được sử dụng trong các thuật toán định vị là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến kết quả định vị sự cố:  Phần lớn các thuật toán định vị sự cố sử dụng mô hình đường dây thông số tập trung vì khối lượng tính toán không nhiều, tính toán đơn giản và thường được sử dụng cho đường dây ngắn, tuy nhiên kết quả định vị sẽ gặp sai số, vì theo tài liệu [1] nếu đường dây có chiều dài 100km thì sai số của mô hình thông số tập trung khoảng 0,2% so với mô hình thông số rải và sai số tăng nhanh theo chiều dài đường dây.  Các thuật toán định vị của rơ le bảo vệ khoảng cách kỹ thuật số hiện có đều sử dụng các biến thể của phương pháp tổng trở nhằm xác định vị trí sự cố trên đường dây tải điện, sử dụng các tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường từ một phía đầu đường dây. Về mặt toán học, đây là mô hình không chính xác, do tổng trở biểu kiến khi nhìn từ một phía đường dây phụ thuộc vào vị trí sự cố, điện trở sự cố, 2    đường dây truyền tải có nhiều nguồn cũng như trào lưu công suất giữa hai phía đường dây trước khi xảy ra sự cố. Thông số đường dây có thể coi là một đại lượng có tính bất định, đặc biệt là thành phần tổng trở thứ tự không phụ thuộc rất nhiều vào điện trở của đất. Trên thực tế, thông số của đường dây tải điện có sự khác biệt nhất định dọc theo tuyến đường dây. Do vậy, các thuật toán định vị sử dụng mô hình tính toán với giả thiết đường dây đồng nhất khi áp dụng định vị sự cố cho các mô hình đường dây thực tế thì kết quả định vị sẽ bị sai số. Lưới truyền tải điện hiện nay vẫn còn một số đường dây có rẽ nhánh; lý do của việc rẽ nhánh các đường dây có thể do yêu cầu đấu nối cấp điện cho phụ tải mới ở giữa đường dây hoặc có các nhà máy điện đấu nối lên lưới. Các đường dây rẽ nhánh này có thể sử dụng cùng chủng loại dây với đường dây chính hoặc có thể sử dụng loại dây khác. Việc xuất hiện đường dây có rẽ nhánh gây nhiều khó khăn cho việc cài đặt chỉnh định các rơle bảo vệ khoảng cách; đồng thời khi đường dây không đồng nhất thì việc định vị sự cố gặp sai số lớn do các rơle chỉ cho phép cài đặt với một bộ thông số tổng trở đường dây. Các kỹ sư tính toán chỉnh định rơle thường không thể có được số liệu chính xác của thông số của các đường dây, vì thông số của đường dây truyền tải điện thường khó xác định được chính xác do chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng như điện trở suất của các vùng đất dọc đường dây thay đổi, đường dây có các phân đoạn sử dụng chủng loại dây khác nhau... và để xác định thông số đường dây, các công ty điện lực có thể áp dụng các phương pháp như: - Sử dụng các công thức tính toán thông số đường dây [6]. Tuy nhiên, xác định thông số đường dây theo phương pháp này có thể gặp phải sai số do các phép tính trung gian (ví dụ như tính điện kháng đường dây phải qua một loạt phép tính trung gian như khoảng cách xà cột, chủng loại đường dây, lộ đơn hay lộ kép, đường dây điện có dây dẫn phân pha…, tính dung dẫn thì phải sử dụng một loạt các công thức tính toán xét đến ảnh hưởng của đất, đường dây có dây chống sét…), vì vậy khi áp dụng công thức tính toán thì thông số đường dây sẽ gặp sai số so với thông số thực tế của đường dây. - Sử dụng thiết bị đo lường thông số đường dây như OMICRON CPC 100, tuy nhiên sai số tổng trở đường dây đo được khoảng 5% so với kết quả tính toán [29] do các yếu tố như: khi đo lường thông số để khắc phục nhiễu từ các hệ thống mang điện khác, thông số đo lường được thực hiện với nguồn có tần số 30Hz và 70Hz, và giá trị trung bình của hai phép đo chính là tổng trở đường dây ở tần số 50Hz; mô hình đường dây được áp dụng để xác định thông số đường dây là mô hình thông số tập trung có độ chính xác nhỏ hơn mô hình đường dây thông số rải [1]... Phần lớn các thuật toán định vị sự cố hiện nay đều yêu cầu dữ liệu đầu vào là thông số chính xác của đường dây, vì vậy khi thông số đường dây không chính xác thì vị trí sự cố tính được sẽ bị sai số. Từ những phân tích nêu trên cho thấy hướng nghiên cứu với mục tiêu chính xác hóa mô hình đường dây – sử dụng tín hiệu đo lường đồng bộ từ các phía đường dây – cho bài toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện là hướng nghiên cứu phù hợp và việc lựa chọn luận án “Nghiên cứu phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện thuộc lưới điện phức tạp” là cần thiết và có ý nghĩa quan trọng đối với các công ty đang vận hành, quản lý lưới điện truyền tải. 3 2. Mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất được các thuật toán định vị sự cố không yêu cầu biết chính xác thông số đường dây, có sai số kết quả định vị sự cố phù hợp với tính toán lý thuyết. Thuật toán định vị sự cố có khả năng áp dụng cho các đường dây thuộc lưới điện phức tạp. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là thuật toán định vị sự cố áp dụng cho các đường dây truyền tải điện với đặc điểm như sau: • • Thuật toán định vị sự cố mà dữ liệu đầu vào không yêu cầu biết trước thông số của đường dây. Giải pháp này sẽ loại trừ được ảnh hưởng của thông số đường dây không chính xác và nâng cao độ chính xác định vị sự cố. Thuật toán định vị sự cố chỉ sử dụng thành phần thứ tự thuận của tín hiệu điện áp và dòng điện vì thế có thể áp dụng định vị cho mọi loại sự cố và không yêu cầu thuật toán phân loại sự cố. Đánh giá được ảnh hưởng của các sai số đo lường do các biến điện áp và biến dòng điện gây ra đối với kết quả định vị sự cố khi sử dụng thuật toán được đề xuất nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án tập trung nghiên cứu là thuật toán định vị sự cố áp dụng cho các đường dây truyền tải điện với đặc điểm như sau: • • • Thuật toán định vị sự cố áp dụng với đường dây truyền tải điện không rẽ nhánh, có hai phân đoạn đường dây sử dụng chủng loại dây khác nhau. Đường dây truyền tải điện hoán vị hoàn toàn. Thuật toán định vị sự cố áp dụng với đường dây tải điện có rẽ nhánh, các đoạn đường dây có thể có chủng loại dây đồng nhất hoặc không. Đường dây truyền tải điện hoán vị hoàn toàn. Tín hiệu đo dòng điện và điện áp tại các đầu đường dây được đồng bộ về mặt thời gian (các rơle tại các đầu đường dây được đồng bộ thời gian qua hệ thống đồng hồ GPS). Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng kết hợp nhiều cách tiếp cận: • • • Sử dụng phân tích tổng quan để tìm hướng phát triển của nghiên cứu Sử dụng các phân tích lý thuyết để xây dựng các công thức và thuật toán. Kiểm chứng tính hiệu quả của các thuật toán được đề xuất thông qua kết quả mô phỏng. Ý nghĩa khoa học • • • Nghiên cứu giải quyết được bài toán nâng cao độ chính xác định vị sự cố trên đường dây truyền tải điện theo hướng chính xác hóa mô hình đường dây. Mở rộng được phạm vi áp dụng cho cả các đường dây với chủng loại dây không đồng nhất và có rẽ nhánh/không rẽ nhánh. Đánh giá được ảnh hưởng của sai số do các máy biến áp đo lường gây ra đến kết quả định vị sự cố. Phương pháp đánh giá dựa trên mô phỏng Monte Carlo. 4 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu nâng cao độ chính xác định vị sự cố với các thuật toán đề xuất và có khả năng áp dụng với các đường dây thuộc lưới điện phức tạp có ý nghĩa thực tiễn cao. Ngoài ra, khi áp dụng các thuật toán này trong thực tế sẽ không yêu cầu phải đầu tư thêm nhiều các thiết bị phần cứng, và chủ yếu thu thập dữ liệu bản ghi sự cố về trung tâm xử lý số liệu, do vậy có tính khả thi để triển khai và phù hợp với điều kiện của kinh tế - xã hội của Việt Nam. 3. Các đóng góp mới của luận án Nội dung của luận án đã tập trung nghiên cứu tính toán xác định vị trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện đơn không đồng nhất và mở rộng cho đường dây rẽ nhánh không đồng nhất. Luận án đã đạt được một số kết quả nghiên cứu có thể được tóm lược như sau: Đóng góp 1: Đề xuất được các thuật toán tính toán cho bài toán định vị sự cố trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện không đồng nhất, sử dụng tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường đồng bộ từ các phía của đường dây. Dữ liệu đầu vào thuật toán không yêu cầu thông số của đường dây. Giải pháp này sẽ loại trừ được ảnh hưởng của thông số đường dây không chính xác và nâng cao độ chính xác định vị sự cố. Đây cũng là kết quả có ý nghĩa thực tế quan trọng, vì thông số của các đường dây bao gồm các phần tự cảm và hỗ cảm, vì vậy rất khó để xác định chính xác và thường lấy theo kinh nghiệm. Việc hiệu chỉnh lại thông số đường dây trước khi tiến hành định vị sự cố cho phép nâng cao độ chính xác của thuật toán, đồng thời cập nhật lại thông số của đường dây truyền tải cho các bài toán kỹ thuật có sử dụng thông số đường dây. Đóng góp 2 Mở rộng được phạm vi áp dụng của thuật toán cho cả đường dây truyền tải điện có rẽ nhánh, các đoạn đường dây có thể có chủng loại dây đồng nhất hoặc không. Sai số của kết quả định vị sự cố của phương pháp được đề xuất phù hợp với tính toán lý thuyết. Đóng góp 3: Đề xuất được thuật toán đánh giá ảnh hưởng của sai số đo lường tới kết quả định vị sự cố. Phương pháp phân tích dựa trên mô phỏng Monte-Carlo với các kịch bản khác nhau của sai số đo lường dòng điện và điện áp. Kết quả của mô phỏng Monte-Carlo cho thấy các phương pháp đề xuất có độ tin cậy tương đối cao, với sai số tối đa kết quả định vị sự cố đạt ở mức chấp nhận được khi tín hiệu đo lường gặp phải sai số ±5%. 4. Cấu trúc nội dung của luận án Ngoài phần mở đầu và các mục theo quy định, nội dung nghiên cứu của luận án được trình bày trong 5 chương và phụ lục, cụ thể: Mở đầu: Trình bày các vấn đề chung của luận án: Tính cấp thiết của đề tài; mục tiêu, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu; các đóng góp của luận án. 5 Chương 1: Tổng quan Giới thiệu tổng quát về các thuật toán định vị sự cố đối với đường dây tải điện đã được công bố trong và ngoài nước. Phân tích các ưu và nhược điểm của các nghiên cứu đã có này, từ đó đề xuất hướng nghiên cứu mới để khắc phục các vấn đề còn tồn tại. Chương 2: Phương pháp định vị sự cố cải tiến áp dụng với đường dây đơn không đồng nhất Trình bày thuật toán đề xuất để định vị sự cố trên đường dây tải điện có hai phân đoạn sử dụng chủng loại dây khác nhau. Ưu điểm của thuật toán đề xuất là dữ liệu đầu vào không yêu cầu thông số đường dây, do đó giảm được sai số định vị sự cố. Các kết quả mô phỏng kiểm chứng tính đúng đắn của đề xuất và kết quả so sánh với các phương pháp khác cùng được trình bày trong chương này. Chương 3: Phương pháp định vị sự cố không biết trước thông số đường dây áp dụng với đường dây dây truyền tải điện rẽ nhánh không đồng nhất chủng loại dây Trình bày thuật toán đề xuất định vị sự cố áp dụng cho các đường dây tải điện có rẽ nhánh, các nhánh sử dụng chủng loại dây khác nhau. Ưu điểm của thuật toán đề xuất tương tự như thuật toán ở Chương 2, tuy nhiên mở rộng được khả năng áp dụng cho các đường dây có rẽ nhánh. Chương 4: Đánh giá ảnh hưởng của sai số đo lường đến kết quả định vị sự cố Trình bày phương thức tính toán, đánh giá sai số định vị có thể gặp khi xét tới sai số của các biến dòng điện và biến điện áp. Phương pháp đánh giá sử dụng mô phỏng Monte Carlo. Qua việc đánh giá được sai số có thể xác định được mức độ tin cậy của kết quả thu được và mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Chương 5: Kết luận và kiến nghị Đánh giá tổng hợp các kết quả đã đạt được và so sánh với các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra; đồng thời đề xuất các hướng nghiên cứu trong tương lai để khắc phục các hạn chế còn tồn tại trong luận án. 6 1. TỔNG QUAN Tóm lược nội dung: Nội dung chương giới thiệu tổng quát về các thuật toán định vị sự cố đối với đường dây tải điện đã được công bố trong và ngoài nước. Phân tích các ưu và nhược điểm của các nghiên cứu đã có này, từ đó đề xuất hướng nghiên cứu mới để khắc phục các vấn đề còn tồn tại. 1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước Các nghiên cứu trong nước liên quan tới thuật toán định vị sự cố trên đường dây tải điện được công bố còn khá ít và tập trung theo các hướng sau: Nghiên cứu [7] sử dụng mạng nơron truyền thẳng nhiều lớp (MLP) kết hợp với phân tích Wavelet để định vị sự cố. Ưu điểm của thuật toán là sai số định vị sự cố nhỏ (kết quả mô phỏng có sai số lớn nhất khoảng 1,49% với đường dây dài 118,5km). Nhược điểm thuật toán cần có số lượng bản ghi đủ lớn để huấn luyện mạng. Nghiên cứu đề xuất sử dụng tới 2136 bản ghi sự cố cho một đường dây, đây là yêu cầu rất khó đáp ứng được trong thực tế. Nghiên cứu [8], [9] sử dụng mạng nơ ron thích nghi mờ (Adaptive Neuro-Fuzzy training of Sugeno-type - ANFIS) là sự kết hợp giữa mạng nơ ron và hệ suy diễn mờ để định vị sự cố. Ưu điểm và nhược điểm của thuật toán gần tương tự như nghiên cứu [7]. Nghiên cứu [2] phân tích, đánh giá phương pháp định vị sự cố được sử dụng trong các rơle kỹ thuật số Schneider P132, P443. Thuật toán định vị có xét đến thành phần dòng điện tải trước lúc sự cố và thông số của nguồn phía đầu đường dây đối diện. Thuật toán làm việc chính xác khi điện trở sự cố có giá trị nhỏ và thông số tổng trở đường dây biết chính xác. Nghiên cứu [3] trình bày các phương pháp định vị sự cố của các hãng rơle như SEL, TOSHIBA và GE. Các phương pháp được phân tích có khả năng áp dụng cho đường dây truyền tải có rẽ nhánh và có nguồn cấp từ các phía. Tuy nhiên, cả 3 thuật toán được trình bày đều dựa trên giả thiết biết trước thông số chính xác của đường dây. Nghiên cứu [4] trình bày phương pháp sử dụng phần mềm phân tích sự cố SIGRA 4 của Siemens để phân tích và định vị sự cố. Thuật toán định vị dựa trên các bản ghi sự cố từ hai đầu đường dây; tín hiệu dòng điện và điện áp đo được tại hai đầu có thể được đồng bộ về mặt thời gian hoặc không. Nghiên cứu này mang tính áp dụng. 1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Phần tổng quan về nghiên cứu ngoài nước sẽ tập trung phân tích chi tiết về các công trình đã công bố có liên quan tới hướng nghiên cứu của đề tài. 7 Thuật toán định vị sự cố áp dụng đường dây đơn đồng nhất với yêu cầu biết chính xác thông số đường dây Các nghiên cứu về thuật toán định vị sự cố trên đường dây tải điện đã được công bố trên rất nhiều bài báo, phần lớn các nghiên cứu tập trung vào bài toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải đồng nhất, với yêu cầu dữ liệu đầu vào các thuật toán là thông số chính xác của đường dây, và một vài thuật toán yêu cầu dữ liệu về tổng trở nguồn phát hai đầu đường dây. Nghiên cứu [26] trình bày thuật toán điện kháng đơn áp dụng định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện đồng nhất hình 1.1, sử dụng tín hiệu đo lường điện áp và dòng điện từ một đầu đường dây. Thuật toán thì đơn giản, dễ dàng lập trình, tuy nhiên kết quả định vị bị sai số bởi giá trị của điện trở sự cố, dòng điện của tải và dữ liệu đầu vào của thuật toán yêu cầu phải biết trước thông số đường dây. Thuật toán [26] được tóm lược như sau: Hình 1.1 Đường dây truyền tải đồng nhất Trong đó: Vsf ,Vrf , I sf , I rf điện áp và dòng điện trong sự cố đo lường từ điểm S, R; l chiều dài đường dây. Nghiên cứu [26] đề xuất phương trình xác định vị trí sự cố như sau: d imag(Vsf / Isf ) imag(Z1 ) (1.1) Trong đó: d khoảng cách từ điểm S đến vị trí sự cố F; Z1 – tổng trở thứ tự thuận của đường dây; imag – trích phần ảo của số phức; Vsf , Isf , ΔIsf được tra theo bảng 1.1. Bảng 1.1 Định nghĩa Vsf , Isf , ΔIsf cho các loại sự cố Loại sự cố Vsf Isf ΔIsf AG Vaf Iaf + kIg0 Iaf – Iapre BG Vbf Ibf + kIg0 Ibf – Ibpre CG Vcf Icf + kIg0 Icf – Icpre AB,ABG,ABC Vaf – Vbf Iaf – Ibf (Iaf – Iapre) – (Ibf – Ibpre) BC,BCG,ABC Vbf – Vcf Ibf – Icf (Ibf – Ibpre) – (Icf – Ibpre) CA,CAG,ABC Vcf – Vaf Icf – Iaf (Icf – Icpre) – (Iaf – Iapre) Trong đó k = Z0/Z1 – 1 Trong đó: Vaf ,Vbf ,Vcf ,Iaf ,Ibf ,Icf điện áp và dòng điện của pha A, B, C trong sự cố; Iapre Ibpre Icpre dòng điện của pha A, B, C trước sự cố. Để khắc phục các hạn chế của thuật toán [26], nghiên cứu [58], [62], [69] trình bày thuật toán định vị sự cố Takagi, là thuật toán cải tiến so với thuật toán được trình bày trong [26], thuật toán Takagi sử dụng tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường trước sự cố và trong sự cố, vì thế kết quả định vị của thuật toán không bị ảnh hưởng bởi dòng điện của tải, điện trở sự cố. Thuật toán định vị sự cố Takagi đề xuất phương trình sau để xác định vị trí sư cố: d imag(Vsf   I sf ) imag(Z1  I sf   I sf ) (1.2) 8 Nghiên cứu [16], [41] đưa ra các chỉ số để đánh giá các bộ lọc DC, từ đó đưa ra khuyến nghị sử dụng bộ lọc số mô phỏng kết hợp DFT hoặc phương pháp lọc Kalman cải tiến ứng dụng lọc DC là hiệu quả nhất và mô phỏng rơ le khoảng cách bằng phần mềm MATLAB, áp dụng thuật toán định vị sự cố cho đường dây đơn đồng nhất sử dụng tín hiệu đo lường từ một đầu đường dây và yêu cầu phải biết trước thông số đường dây. Nghiên cứu [65], [67] trình bày thuật toán định vị sử dụng tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường từ hai đầu đường dây, trong đó thuật toán [65], [67] chỉ sử dụng thành phần thứ tự nghịch của tín hiệu điện áp và dòng điện vì thế thuật toán không bị ảnh hưởng bởi dòng điện của tải, tính bất định của tổng trở thứ tự không của đường dây truyền tải điện, điện trở sự cố… Tuy nhiên, thuật toán [65], [67] chỉ áp dụng được cho kiểu sự cố không đối xứng vì chỉ sử dụng thành phần thứ tự nghịch của tín hiệu đo lường, và dữ liệu đầu vào của thuật toán yêu cầu phải biết chính xác thông số đường dây. Nghiên cứu [45] trình bày thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải đồng nhất, sử dụng tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường đồng bộ từ hai đầu đường dây và mô hình đường dây thông số rải. Thuật toán đề xuất phương trình toán học để phát hiện, và xác định vị trí sự cố, thuật toán cũng đề xuất phương pháp để phân biệt giữa sự cố thoáng qua và sự cố duy trì để tránh tự động đóng lại khi có sự cố duy trì. Tuy nhiên, thuật toán này yêu cầu phải biết trước thông số chính xác của đường dây truyền tải điện. Nghiên cứu [20] trình bày thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải. Thuật toán yêu cầu dữ liệu đầu vào là thông số đường dây, tổng trở nguồn ở hai đầu đường dây và tín hiệu điện áp đo lường đồng bộ từ hai đầu đường dây mà không yêu cầu tín hiệu dòng điện. Vì vậy, thuật toán định vị sự cố không bị ảnh hưởng bởi bão hòa của máy biến dòng điện đo lường, nhưng thuật toán yêu cầu phải biết trước thông số đường dây, và yêu cầu biết chính xác tổng trở nguồn phát ở hai đầu đường dây là rất khó đáp ứng trong thực tế. Nghiên cứu [30] áp dụng định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải đồng nhất, thuật toán chỉ sử dụng tín hiệu điện áp và dòng điện đo lường từ một đầu đường dây, thông số và mô hình tập trung của đường dây truyền tải điện. Nghiên cứu đề xuất thuật toán định vị có khả năng áp dụng định vị cho đường dây đơn đồng nhất, mở rộng áp dụng cho đường dây song song, và cũng đề xuất phương pháp bù sai số định vị khi đường dây truyền tải có hai nguồn sử dụng tổng trở nguồn phát ở hai đầu đường dây. Nghiên cứu [22], [36] đề xuất phương trình cân bằng điện tại điểm sự cố sử dụng tín hiệu đo lường từ hai đầu và áp dụng thuật toán lặp Newton-Raphson để xác định góc đồng bộ tín hiệu và xác định vị trí sự cố xảy trên đường dây truyền tải, trong đó nghiên cứu [36] trình bày thuật toán áp dụng xác định nghiệm ban đầu – góc đồng bộ tín hiệu – cho thuật toán lặp, đảm bảo cho thuật toán lặp hội tụ về nghiệm chính xác. Tuy nhiên, thuật toán [22], [36] chỉ áp dụng để định vị sự cố cho đường dây đồng nhất và dữ kiện đầu vào của thuật toán yêu cầu phải biết trước thông số đường dây. Nghiên cứu [25] trình bày thuật toán định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải sử dụng phân bố điện áp. Thuật toán xác định điện áp tại điểm sự cố sử dụng tín hiệu đo lường từ hai đầu, và giao điểm của phân bố điện áp là vị trí sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải, thuật toán chỉ sử dụng biên độ của điện áp vì thế kết quả định vị không bị ảnh hưởng trong trường hợp tín hiệu đo lường từ hai đầu không được đồng bộ chính xác. Tuy nhiên, thuật toán [25] chỉ áp dụng được cho đường dây truyền tải đồng nhất và dữ kiện đầu vào của thuật toán yêu cầu phải biết trước thông số đường dây. Nghiên cứu [49] trình bày phương pháp định vị sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải điện sử dụng tín hiệu đo lường không đồng bộ. Nghiên cứu [49] đề xuất thuật toán xác định 9