[發明專利]應用時頻原子分解理論的小電流接地系統故障選線方法

有效

• 申請號: 201210301667.6
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102854437A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 余南華;高新華;楊軍;董蓓;陳炯聰;李傳健;蔡茂;孫元章;周克林;李瑞
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種應用時頻原子分解理論的小電流接地系統故障選線方法，包括以下步驟：

S1建立配電系統發生小電流接地故障時的零序電流數據庫：

以母線零序電壓瞬時值u(t)大于K_uU_n作為故障啟動條件，其中K_u取值為0.15，U_n為母線額定電壓，通過選線裝置記錄故障啟動前后2個周波的各饋線零序電流，建立零序電流數據庫；

S2對零序電流數據庫數據進行時頻原子分解，挑選特征量原子：

應用匹配追蹤算法采用離散的Gabor原子庫將零序電流數據庫數據在Gabor過完備原子庫中進行稀疏分解，在滿足下式（1）條件下,得到最匹配Gabor原子也即特征量原子（式8），并得到離散的原子參量[s,ξ,τ]；

fx0=ffxm=fxm-1-<fxm-1,gγ(m)>gγ(m)gγ(m)=argmaxgγ(i)∈D|<fxm-1,gγ(i)>|---(1)]]>

S3用偽牛頓算法將離散的原子參量[s,ξ,τ]連續化，并根據得到的連續化的原子參量[s,ξ,τ]，求出此時的最佳相角φ；

S4根據原子四個參量[s,ξ,τ,φ]，推導對應的衰減正弦量原子，包括以下子步驟：

S4-1檢查正弦量原子是衰減還是發散：尋求Gabor原子與當前殘余信號具有較大內積的半平面，如果是右半平面，則正弦量原子是衰減的；如果是左半平面，則正弦量原子是發散的；

S4-2由四個參量[s,ξ,τ,φ]中的尺度因子s計算初始衰減因子ρ的估計值：由上一步S4-1的結果，當正弦量原子為衰減時，當正弦量原子為發散時

S4-3確定起始和終止時間t_sq與t_eq：定義t_sq＝m_s和t_eq＝m_e分別為衰減正弦量原子的起始時間和結束時間；當正弦原子衰減時：m_s=τ、m_e＝N-1，此時起始時間已經確定，只需要確定終止時間m_e；在第n次匹配追蹤過程中，如果原子與當前信號的內積滿足<fx(t)(n),Pγ′(n)(t)>≥<fx(t)(n),Pγ(n)(t)>;]]>其中，

<fx(t)(n),Pγ′(n)(t)>=<fx(t)(n)Pγ(n)(t)>-fX(me)(n)gγ(n)(me)1-gγ(n)2(me)---(2)]]>

則m_e＝m_e-1，重復上述過程，當<fx(t)(n),Pγ′(n)(t)><<fx(t)(n),Pγ(n)(t)>]]>時，迭代結束；求得最終的終止時間m_e，同理可求得當正弦原子發散時的m_s、m_e；

S4-4根據所得各參數得到衰減正弦量原子

g(t)=Aqcos(2πfqt+φq)e-ρq(t-tsq)×(u(t-tsq)-u(t-teq))---(3);]]>

S4-5，利用偽牛頓算法對衰減正弦量原子的初始衰減因子ρ和頻率因子ξ進行優化，并利用優化后衰減正弦量原子再次計算最佳相角，得到最終參變量和最優衰減正弦量原子，存儲最終原子參量和原始信號中除去最優衰減正弦量原子的殘余信號，并求取殘余能量，進行下一次迭代得到第二個原子；當殘余信號能量小于原始信號能量的0.01時，迭代結束；

式(1)表明了最佳匹配原子需滿足的條件，即提取的原子與當前殘余信號具備內積值最大，據此，定義故障選線原子分解能量熵Ei：

E_i=max(|<f_x^(i-1),g_γ⁽ⁱ⁾>|),i＝1，2,...,D??????????????????(4)

由式(4)可知，原子分解能量熵是根據原子能量特征自適應求取，內積值最大即表明該原子所含能量最大；

S5設計選線方案

獲得每條線路零序暫態電流經原子稀疏分解后按能量熵從大到小排列的原子，除去零序暫態電流基波原子，隨后比較每條線路零序電流頻率相近原子的相角，如果線路零序暫態頻率相近的原子相角與其他線路相反，則為故障線路，如果每條線路對應原子相角相同，則為母線故障。