[發明專利]基于泛化分組背包的配電網單相接地故障區段定位方法

有效

• 申請號: 201711329930.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108089096B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 齊鄭;鄭宇航;莊舒儀;杭天琦
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

1.一種基于泛化分組背包的配電網單相接地故障區段定位方法，通過稀疏分解提取電力系統暫態信號中的衰減直流分量，根據衰減直流分量的有無判斷單相接地故障所在區域；其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：根據電力系統暫態信號特征構建原子庫，所述原子庫包涵系統暫態信號的衰減直流分量、基頻分量、整次諧波分量和分數次諧波分量四個分組；

步驟2：判斷配電網是否發生單相接地故障，若發生故障則通過現場錄波器記錄接地暫態信號；

步驟3：將步驟1的原子視為物品，運用動態規劃泛化分組背包模型實現步驟2采集的電力系統接地暫態信號的稀疏分解；

所采用的泛化分組背包模型的狀態轉移方程是：

bag[i][v]＝max{bag[i-1][v-cost[i]]+weight[i,bag],bag[i-1][v]}

式中：bag[i][v]表示前i個物品在體積總和為v時所能得到的最大價值和，max{A,B}表示選取AB中的最大值，設定第i件物品的體積是cost[i]；價值為weight(i,bag)；

步驟4：在步驟3得到的電力系統接地暫態信號稀疏分解結果中，提取衰減直流分量，設定衰減直流分量閾值為K；若某個區段內衰減直流分量的有效值大于閾值且其相鄰的區段內衰減直流分量小于閾值，則認為接地故障發生該區段內。

2.根據權利要求1所述的基于泛化分組背包的配電網單相接地故障區段定位方法，其特征在于：

在步驟1中，原子是長度為l的子信號，不同類型的原子分別構成上述四個分組，四個分組組成原子庫；通過幅值A和衰減時間常數t，構成集合{Ae^-t}，形成衰減直流分量分組；通過幅值A和相位θ，構成集合{Asin(100πt+θ)}，形成基頻分量分組；通過幅值A和相位θ，構成集合{Asin(k*100πt+θ)|k＝3,5,7,9}，形成整次諧波分量分組通過幅值A和相位θ，構成集合{Asin(k*100πt+θ)|，k＝1.1,1.2,…,8.9；k為(1,9)之間的兩位有效數字，且≠2,3,…,8}，形成分數次諧波分量分組。

3.根據權利要求1所述的基于泛化分組背包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，按照下式計算接地暫態信號的原子的和以及接地暫態信號f與的誤差ε：

式中，f表示步驟2中采集的長度為m接地暫態信號，l表示分組，g_kl表示接地暫態信號中的原子，表示所選取的共計m*l個的原子的和，ε表示信號f與信號的誤差，α為閾值；

將接地暫態信號中的原子g_kl視為物品，選擇地放入一個體積上限為V的背包中以達到背包內物品價值和最大的目標；根據背包理論，在每個分組內選擇一個物品放入背包中，設定閾值α，當誤差時，背包內物品為組成接地暫態信號的子信號的集合BAG{}，實現暫態信號稀疏分解。

4.根據權利要求3所述的基于泛化分組背包的配電網單相接地故障區段定位方法，其特征在于：

其中，閾值α的取值范圍為步驟2中采集的暫態信號的有效值的5％。

5.根據權利要求1所述的基于泛化分組背包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，進一步包括以下內容：

4.1將已經提取的不同線路的電力系統接地暫態信號衰減直流分量記為x_i；

4.2設定衰減直流分量閾值K，K取值為配電網單相接地故障發生在相位15°時的衰減直流分量的經驗值；

4.3若當前區段的衰減直流分量有效值大于設定衰減直流分量閾值K，則認定該區段位于故障路徑上，進入4.4；否則認為該區段不屬于故障路徑，進入步驟4.6；

4.4進一步判斷當前區段的負荷側相鄰區段的衰減直流分量有效值是否大于設定衰減直流分量閾值K，若果該區段的負荷側相鄰區段的衰減直流分量有效值小于衰減直流分量閾值K，則認為配電網單相故障發生在該區段內；否則，進入4.5；

4.5將負荷側相鄰區段設置為屬于故障路徑的當前區段，返回4.4，直到確定配電網單相故障區段；

4.6判斷當前區段是否存在母線側相鄰區段，如果不存在，則定位失敗，如果存在，則將該區段的母線側相鄰區段設為當前區段，返回4.3。