[發明專利]一種基于模式識別的交流線路故障選相方法

在審

• 申請號: 201510238980.3
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN104880642A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 束洪春;陳揮翰;田鑫萃
• 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

本發明涉及一種基于模式識別的交流線路故障選相方法，電力系統繼電保護技術領域。為交流線路三個相，分別配置選相元件，當線路發生故障時，由電磁暫態仿真分別獲得線路全長內含有一相故障和不含該相故障下的量測端該相電流曲線簇；對其求取絕對值后選取時窗為1ms，映射到PCA空間；在PCA聚類空間，該相故障形成一個聚類中心，該相未故障形成一個聚類中心，且兩者是以q1＝5為界，即當q1≤5為該相未故障，當q1>5為該相故障。本發明保護判據簡潔可靠，較傳統的保護，其自適應的能力較強。采用數據驅動的方法實現故障選相，較傳統的故障選相的魯棒性好。

技術領域

本發明涉及一種基于模式識別的交流線路故障選相方法，電力系統繼電保護技術領域。

背景技術

高壓輸電線路發生故障后，準確快速地選擇出故障相別對于保證繼電保護裝置的正確動作、有選擇地切除故障相(對于綜合重合閘)具有非常重要的意義。保護廣泛采用的選相原理可分為：利用工頻量的傳統選相原理和利用暫態量的選相原理。傳統的故障選相主要是基于工頻量，采用突變量選相與穩態量選相相結合的方案，其性能相對穩定，但速動性受自身原理的限制；利用暫態量的選相元件配合于行波保護或邊界保護，可以滿足超、特高壓輸電線路快速地切除故障的要求，并給綜合重合閘提供依據。

基于PCA(主成分分析，Principal Component Analysis)的故障選相元件的原理是若A相故障，由于存在大電流的流通通路，A相線路量測端檢測到的故障電流在短時窗內總的趨勢是增加的；若B相故障，A相未故障，A相線路量測端檢測到故障行波是B相耦合到A相的故障行波，其故障分量總體上是圍繞時間軸變化的。這樣，可在輸電線路每相安裝一個故障基于PCA聚類分析的故障選相元件，即PCAa、PCAb和PCAc，并根據PCA的聚類結果選出故障相。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種基于模式識別的交流線路故障選相方法，用以解決上述問題。

本發明的技術方案是：一種基于模式識別的交流線路故障選相方法，為交流線路三個相，分別配置選相元件，當線路發生故障時，由電磁暫態仿真分別獲得線路全長內含有一相故障和不含該相故障下的量測端該相電流曲線簇；對其求取絕對值后選取時窗為1ms，映射到PCA聚類空間；在PCA聚類空間，該相故障形成一個聚類中心，該相未故障形成一個聚類中心，且兩者是以q1＝5為界，即當q1≤5為該相未故障，當q1>5為該相故障，q1為故障行波選取1ms的數據并映射到PCA聚類空間中第一主成分(PC1)軸上的投影值。

具體步驟為：

第一步、利用仿真數據形成歷史樣本：為交流線路三個相，A相、B相和C相分別配置選相元件PCAa、PCAb和PCAc，當線路發生故障時，由電磁暫態仿真分別獲得線路全長內含有A相故障(A相故金屬性接地故障，故障初始相角為90°；AB兩相故障和AB兩相接地故障；AC兩相故障和AC兩相接地故障；ABC三相故障和ABC三相接地故障)和不含A相故障(B相接地故障、C相接地故障、BC兩相故障和BC兩相接地故障)下的量測端A相電流曲線簇；

第二步、將仿真獲得故障電流求取絕對值；