[發明專利]基于矩陣束的配電線路自適應電流速斷保護方法

有效

• 申請號: 201210352832.0
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102868151A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 宋國兵;田小強;趙林平;王顯峰;祁勝利;李德坤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;甘肅省電力公司平涼供電公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種基于矩陣束的配電線路自適應電流速斷保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，在保護安裝處對線路電流、電壓進行采樣得采樣序列，然后利用矩陣束算法對采樣序列對應的電流以及電壓工頻分量進行提取；

步驟二，根據提取出來的電流工頻分量進行故障選相以確定故障類型；

步驟三，根據故障選相的結果在線計算系統的等值阻抗和等值電源電勢；

步驟四，經過步驟三后，根據故障類型在線整定動作判據，若根據動作判據判定故障為輸電線路區內故障，則保護快速動作。

2.根據權利要求1所述一種基于矩陣束的配電線路自適應電流速斷保護方法，其特征在于，所述矩陣束算法的具體步驟為：

假設保護安裝處測量到的電氣量含有噪聲，電氣量由M個指數函數組成，如式（1）所示：

y(t)=x(t)+n(t)≈Σi=1MRiesit+n(t)---(1)]]>

式（1）中：y(t)為觀測值；x(t)為理論信號；n(t)為信號的噪聲；R_i為第i個子信號的復幅值；s_i=-α_i+jω_i，α_i為衰減因子，ω_i為角頻率；t為時間；j表示虛數單位；

將式（1）離散化后得如式（2）所示的采樣序列信號：

y(kTs)=Σi=1MRizik+n(kTs),k=0,1,2...N-1---(2)]]>

式（2）中：T_s為采樣周期；z_i為信號的極點且N為序列信號中離散點的個數；將y(kT_s)簡記為y_k，并令：

為了有效濾除噪聲，束參數L被選定在N/3到N/2之間的整數，首先對矩陣Y進行奇異值分解：

Y＝U∑V^H????（6）

式（6）中：U是酉矩陣，含有YY^H的特征向量；V是酉矩陣，含有Y^HY的特征向量；∑是對角陣，∑對角線的元素即是矩陣Y的奇異值；H表示轉置；

下面通過式（7）來確定M值：

σcσmax>10-p---(7)]]>

式（7）中：σ_c為矩陣Y的奇異值，c=1,2…L-1，σ_max為σ_c中最大的奇異值；p是十進制有效位數，一般取為5或6；

若某一個奇異值σ_c滿足式（7）則將該奇異值保留，若不滿足則將該奇異值舍去，最后將M值取為保留下來的奇異值的個數；

由矩陣束原理可知，信號的極點z_i就是Y₂相對于Y₁的廣義特征值，求解該廣義特征值的問題可以轉化為求解如下矩陣的普通特征值問題：

G=Y₁+Y₂????（8）

式（8）中Y₁⁺為Y₁的偽逆矩陣；矩陣G存在M個非零特征值，記為λ_i，則信號的極點為：

z_i=λ_i，i＝1,2,…M????（9）

M和z_i求出來之后，R_i用式（10）按最小二乘法求得：

進而按式（11）求出各個頻率分量的參數：

Ai=|Ri|θi=arctan[Im(Ri)Re(Ri)]αi=-Re(lnzi)Tsωi=Im(lnzi)Ts---(11)]]>

式（11）中：A_i為幅值；θ_i為相位；α_i為衰減因子；ω_i為角頻率；

即前述采樣序列信號y_k的工頻分量寫為如下形式：

Y·=Ai∠θi---(12).]]>