[發明專利]基于暫態電流信息和小波熵的分級式故障診斷方法

有效

• 申請號: 201710258206.8
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107064745B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 梁嘯林;王春義;汪湲;牟宏;康凱;張婷婷;田書然;曹檢德;張彬;路曉;孫灝
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;國網山東省電力公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于暫態電流信息和小波熵的分級式故障診斷方法，首先對配電網進行拓撲結構的分析，然后采集母線出口處的三相電流信息，提取故障分量，判斷發生的短路故障的類型，然后提取相應的暫態電流的信息來判斷故障發生的大體區間，接著對該區間的故障電流進行小波包分解計算，得到信號的小波熵值，隨后上傳至主站，主站通過各檢測點的小波熵值判斷故障點所在的具體線路。本發明具有開關動作次數少、識別故障點迅速、識別故障類型全面的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于暫態電流信息和小波熵的分級式故障診斷方法。

背景技術

電力系統主要包含發電、輸電、配電、用電四個主要環節。其中輸電和配電處于發電和用電的中間部分，是電力系統中極為重要的環節。隨著《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發[2015]9號)的發布，新一輪的電力改革已經拉開序幕。其中最主要的改變就是廠網分開、輸配分離，而配電網的安全性、穩定性以及故障后的快速恢復受到越來越多的關注。配電網故障檢測是配電網中很重要的一部分內容，一旦配電網發生故障，會對用戶的用電產生極大的影響。所以，當配電網發生故障時，應能及時的切除故障，但同時還應保證斷電的區域最小化，把損失降到最小的程度。

目前，光纖技術發展迅速，主站和檢測點之間的通信越來越快捷方便，利用暫態信息進行故障診斷的技術也越來越多，越來越成熟。小波變換同時具有時域和頻域的細化能力，信息熵可以有效分析暫態信號，當發生故障后的短暫時間內，電氣量信號的幅值和頻率會發生急劇變化，反應在信息熵值上會發生明顯的變化。而小波包能譜熵結合了小波包變換與信息能譜熵的優點，既擁有小波變換的時頻局部細化能力，也有信息能譜熵對系統不確定程度的表征能力，通過提取故障特征信息，可有效分析故障暫態電流這種短時、高頻的復雜信號?？梢岳脮簯B電流信息判斷出故障發生的大體區間，然后再利用小波能譜熵技術有效地判斷故障點的所在。

目前，國內的配電網故障檢測技術還存在著一些弊端，主要表現在以下幾個方面：

1)發生故障時，有時產生的穩態故障電流較小，采用穩態電流信息進行故障檢測時可能會檢測不到故障分量，從而無法檢測到故障點。

2)有的故障檢測方法需要分段開關或是斷路器多次動作，使線路受到短路電流的二次沖擊，還會降低開關的使用壽命。

3)有的故障檢測方法受配電網結構和線路參數的影響較大，對故障線路進行選線時可能會造成誤判。

4)有的配電網故障檢測方法只能單一的判斷接地故障，或是只適用于結構簡單的配電網中，不能有效的保護配電網。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于暫態電流信息和小波熵的分級式故障診斷方法，本發明利用零模電流方向和矩陣運算來判斷故障所發生的區間，再在該區間上用小波能譜熵計算故障點所在的具體線路，從而能迅速切除故障線路。它具有開關動作次數少、識別故障點迅速、識別故障類型全面的優點。而且，支路數越多，越能快速的找到故障所發生的大體區間，使運算更少，準確度更高。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于暫態電流信息和小波熵的分級式故障診斷方法，包括以下步驟:

(1)進行配電網的拓撲結構分析，獲取網絡的結構信息，對節點和支路參數進行編號；

(2)采集母線出口電流信息，提取故障分量，根據相模變換得到其零模分量，計算零模分量的小波熵值以及三相小波熵值，根據零模分量與三相小波熵值判斷故障類型以及故障相；

(3)通過分支點的暫態電流的零模電流方向進一步確定故障發生的大致區間，在該區間上用小波能譜熵計算故障點所在的具體線路。