[發明專利]一種基于形態譜分析和形態學峰谷檢測可拓融合的配網故障選線方法

有效

• 申請號: 201410159695.8
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103954884B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 束洪春;高利;段瑞敏;朱夢夢
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于形態譜分析和形態學峰谷檢測可拓融合的配網故障選線方法。屬于電力系統繼電保護技術領域。

背景技術

諧振接地系統單相接地故障邊界條件復雜，所表現出來的故障特征隨初始相角、故障距離、過渡電阻及負荷等因素的變化而表現出較大的差異性。因此單純使用故障特征量中的某一分量作為故障選線判據的特征量均存在誤判的風險，故障特征不明顯時，誤判風險更高。當諧振接地系統發生單相接地故障且故障發生在電壓過峰值附近（大故障初始相角）時，暫態零序電流的主要成分是高頻的容性分量，此時的暫態特征比較明顯；若單相接地故障發生在電壓過零點附近時（小故障初始相角），暫態零序電流的主要成分是感性分量，此時的暫態特征不明顯。針對大故障初始相角的故障選線以行波法最具標志性，該方法主要是利用小波變換模極大值的大小和極性進行選線，又稱小波法。小波法選線技術的難點在于小波基函數及小波分解尺度的選擇，另外當接地電阻過大時，暫態電流的高頻分量較小，易發生誤選，且隨機噪聲對該方法的準確性也會造成一定的影響，針對大故障初始相角一種利用形態峰谷檢測的配電網故障選線方法有較好的實現效果。對于小故障初始相角的故障選線問題一直是配網故障選線的難點，利用形態譜的諧振接地電網故障選線方法選線效果較明顯，但每種選線方法均存在一定的適用范圍。

信息融合技術為多種選線方法的綜合利用提供了理論和技術保障。信息融合是針對特定系統處理源于多種傳感器信息的一種方法，又稱為多傳感器融合(MSF)，其基本思路是充分利用多傳感器的信息資源，依據某種準則在時間或空間上把多傳感器可冗余或互補的信息進行組合獲得被檢測對象的一致性描述或解釋。從結構層次上來分，信息融合可分為數據層融合、特征層融合和決策層的融合。信息融合的理論和方法較多，常見的有可拓理論、D-S證據理論、模糊理論、協同學、人工神經網絡等。

發明內容

本發明的目的是利用可拓理論將適用于小故障初始相角的形態譜分析的選線方法和適用于大故障初始相角的形態學峰谷檢測的選線方法進行融合而形成一種新的智能選線方法，以降低單純使用上述某種選線方法而存在的誤判的風險。

本發明的技術方案是：一種基于形態譜分析和形態學峰谷檢測可拓融合的配網故障選線方法，諧振接地系統發生單相接地故障后，首先確定單相接地故障的物元三要素，其次是按形態譜分析的選線方法和形態學峰谷檢測的選線方法的選線判據確定形態譜和峰谷檢測的特征量域，然后在單相接地故障物元模型的基礎上分別確定形態譜和峰谷檢測特征量域的節域。基于特征量域、故障物元模型、節域和現狀物元模型等信息建立關聯函數，計算故障初始相角并根據相角的大小分配權重系數。將關聯函數和權重系數的乘積視為關聯置信度，將關聯置信度的數值符號作為判據實現故障選線。

具體步驟如下：

A：諧振接地的配電網發生單相接地故障后，利用形態譜分析技術求解系統各饋線零序電流在正負刻度下的形態譜值之和及其比值，選出三個最大的值依次設為、、；

B：利用峰谷檢測技術求解特征頻帶內系統各饋線零序電流的峰谷綜合特性和首個峰谷的幅值，選出三個絕對值最大的值依次設為、、；

C：確定單相接地故障的物元三要素，建立單相接地故障物元模型和待定故障線路的現狀物元模型，建立關聯函數；

D：計算故障初始相角、確定權重系數，計算饋線的關聯置信度；

E：根據關聯置信度的符號判斷發生故障的線路；

F：將單相接地故障的物元三要素確定為、和，將事物名稱定義為可能發生故障的饋線集合，則與事物對應的特征定義為,其中特征為各饋線零序電流正負刻度下形態譜值和的比值，特征為特征頻帶下各饋線零序電流首波頭峰谷幅值；

G：故障選線裝置啟動后，截取啟動前2個周期及啟動后3個周期母線的零序電壓。從裝置啟動時刻起沿時間軸向前追朔，在母線的零序電壓上找到第一個幅值小于0.01的采樣點，為母線的額定電壓，將其對應的時刻作為故障發生的時刻。以為起點，選取母線零序電壓一個周期內的采樣點，利用其計算相角。

本發明的原理是：