[發明專利]一種配電網單相接地故障區段定位方法及定位裝置

有效

• 申請號: 201310392802.7
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103454559A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王英男;王增平;許純信;陳瑞;萬青;喬豐
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種配電網單相接地故障區段定位方法，所述定位方法采用基于BP神經網絡的多判據融合算法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）安裝在線路多個位置的終端實時檢測安裝位置處的電流互感器二次合成零序電流；

（2）當任一終端檢測的零序電流幅值超過預設的啟動值后，所有終端立刻準確捕捉到零序電流超過啟動值前1個周期和超過啟動值后3個周期的零序電流暫態信號；

（3）各終端運用Prony算法、小波包算法、HHT算法和分形算法對4個周期的零序電流暫態信號進行分析計算，分別提取出各算法的零序電流特征數據，并將其上傳給主站；

（4）主站接收到各終端傳來的各算法的零序電流特征數據后，根據各終端所提取出的各算法下的零序電流特征數據確定BP神經網絡層數和各層的輸入輸出神經元節點數，確定BP神經網絡的網絡結構以及網絡參數。

（5）根據步驟（4）所確定的BP神經網絡判斷出故障區段，其步驟如下：

①對進行單相接地故障區段定位的配電網進行仿真，提取出仿真單相接地故障數據，并將這些仿真單相接地故障數據運用步驟（3）中所述的四種算法提取出零序電流的特征數據，作為訓練樣本；

②對BP神經網絡進行訓練，將訓練樣本分為測試樣本和驗證樣本，對測試樣本進行計算，確定各層神經元節點的輸入和輸出；

③將最后一層神經元節點的輸出，即定位出的故障區段代號，與測試樣本的實際結果進行比較，計算每層神經元誤差，不斷調整各層連接權值和閥值；

④迭代第②、③步直到測試樣本用盡，計算訓練后BP神經網絡的平均誤差，該誤差為最后一層神經元節點的輸出數據誤差的平均值，若所述平均誤差滿足設定精度要求，則完成訓練，進入第⑥步，否則進入第⑤步；

⑤若神經網絡的平均誤差不滿足所設定的精度要求，再返回第①步繼續提取的仿真的單相接地故障數據，并運用四種算法提取特征數據繼續作為訓練樣本，持續迭代第②、③、④步直到迭代次數達到預定上限，BP神經網絡完成訓練，進入第⑥步；

⑥將終端提取出的四種算法提取的零序電流特征數據作為訓練后的BP神經網絡的輸入，由該BP神經網絡計算出輸出，輸出數據即為定位出的故障區段代號，從而確定故障區段。

2.根據權利要求1所述的配電網單相接地故障區段定位方法，其特征在于：在步驟（3）中，各終端運用Prony算法、小波包算法、HHT算法和分形算法所得到的零序電流特征數據分別為Prony分解出的高頻振蕩頻率區幅值和相位特征、小波能量特征、HHT的衰減直流分量經驗模態分量特征和分形維數特征。

3.根據權利要求1或2所述的配電網單相接地故障區段定位方法，其特征在于：

在步驟（4）中，所述BP神經網絡輸入層節點個數是零序電流特征數據維數的總和，即輸入層節點數為5個。

4.一種利用權利要求1-3任一權利要求所述配電網單相接地故障區段定位方法的配電網單相接地故障區段定位裝置，所述單相接地故障定位裝置由主站和終端兩個部分組成，其特征為：

所述終端安裝在架空線路桿塔上或者電纜環網柜內，其輸入端接收架空線路和/或電纜CT二次側的相電流信號合成得到零序電流信號，并與主站通過光纖通信或者移動通信連接；

所述主站安裝在變電站內或調度中心，接收終端發送的信號。

5.根據權利要求4所述的配電網單相接地故障區段定位裝置，其特征為：

所述終端包括順次連接的電流變換器、A/D轉換模塊、CPU模塊、光纖通信模塊、移動通信模塊；終端對零序電流暫態信號進行Prony算法、小波包算法、HHT算法和分形算法計算，將計算結果上傳給主站。

6.根據權利要求4所述的配電網單相接地故障區段定位裝置，其特征為：

主站為一臺工業控制計算機，包含光纖通信模塊和移動通信模塊，接收終端發送的數據，主站綜合比較各個終端傳來零序電流故障特征，經過計算確定故障區段并顯示給調度運行人員。