[發明專利]一種基于多維信息的電網故障區域定位方法

有效

• 申請號: 201710866807.7
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107607836B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 梁睿;楊智;宋超然;王政;褚寧;吳勝磊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種基于多維信息的電網故障區域定位方法。首先，構建時域、頻域和能量域等多維特征向量X，將其歸一化處理得到向量空間X′。然后，使用優化聚類分析算法，得到最優隸屬度矩陣U，基于U對樣本進行分類。最后，基于時域、頻域和能量域等多維故障特征量固有特性的類別判據值矩陣，對分類測量點具體歸屬，將電網區域分為四類：故障區域、故障邊界區域、故障過渡區域與非故障區域。該方法融合了復雜電網中時域、頻域等多維信息，利用多維信息關聯特性對錯誤數據進行辨識和修正，對故障區域定位快速準確。同時降低了對現場設備采樣頻率的要求，較現有的全網單一維度故障區域定位方法有更好的魯棒性及普遍適用性。

技術領域

本發明涉及一種利用多維信息的電網故障區域定位方法。

背景技術

隨著智能電網的發展，輸電線路的電壓等級和輸送容量不斷提高，有力地促進了生產力的發展。然而一旦輸電線路發生故障又未能及時解決，將導致巨大的經濟損失。所以，可靠實用的故障區域定位方法對于快速排查故障，維持系統安全、穩定運行具有重要意義。

目前電網故障定位方法主要有阻抗法與行波法。阻抗法雖然簡單，但是易受故障電阻、電弧等因素的影響。行波法定位精度高、不受電弧等因素影響，應用越來越廣。近年來，隨著科學技術的發展，行波法又得到了進一步地發展。文獻[1]利用子站測量的行波頻率與故障距離的對應關系，提出直接對模態分量的電壓行波進行頻譜分析，并與預先建立的頻譜分析結果數據庫進行比較來確定故障距離。文獻[2]考慮Rogowski電流互感器的傳變特性，聯合無線傳感網絡實現輸電線路故障的精確測距。文獻[3]提出利用連續小波變換提取典型頻率的信號，并將其與對應路徑的典型頻率進行比較來確定故障位置。目前，全網單一維度信息的故障定位方法易受同步校時、測量點誤差、拓撲結構變化的影響。因此，針對全網研究出有更好的魯棒性及普遍適用性的故障區域定位方法具有重要的現實意義。

[1]Javad Sadeh,Ehsan Bakhshizadeh,Rasoul Kazemzadeh.A new faultlocation algorithm for radial distribution systems using modal analysis[J].Electrical Power&Energy Systems,2013,1(45):271-278.

[2]范新橋,朱永利,盧偉甫.采樣電流分布式測量和相位比較方式的輸電線路故障定位[J].高電壓技術,2012,38(6):1341-1347.

B.Feizifar,M.R.Haghifam,S.Soleymani.Application of continuous wavelettransform for fault location in combined overhead line and cable distributionnetworks[J].Electrical and Electronics Engineering,2011,2(14):142-146.

發明內容

本發明的目的是提出一種基于多維信息的電網故障區域定位方法，用以解決目前廣域電網行波故障定位方法存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于多維信息的電網故障區域定位方法，包括以下步驟：

(1)首先將n個測量點的多維特征量表示成矩陣的形式，如下：

其中，n代表樣本個數，s代表故障特征量維數；則x_sn代表第n個樣本的第s維度特征量所對應的數值；

(2)對初始數據進行歸一化處理，歸一化的多維故障特征量矩陣X′為：