[發明專利]智能在線式配電網接地故障定位方法

有效

• 申請號: 201711349630.X
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108089097B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 趙建洋;馬楠;吳曉飛;陳健;孫成富;胡恒簫
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院;國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58;G01S19/14
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

1.智能在線式配電網接地故障定位方法，其特征在于該配電網接地故障定位方法包括以下步驟：

S1)同步采樣：所述同步采樣為基于GPS的同步采樣，即所有裝置的采樣脈沖均是經過GPS的1pps同步的，保證所有裝置的采樣和錄波數據的同步性；

S2)基于DFT遞推算法的啟動：采用DFT遞推算法計算采集的電壓和電流信號，判斷通過遞推計算得出的X_m(k)在一段區間內是否發生變化，若比設置的幅值明顯增加10％，則出現疑似故障信號，開始啟動故障錄波；

S3)基于時頻模的瞬時信號的準確提取：對記錄下來的數據采用S變換將時域信號變換為含有時頻特征的模信號，利用故障時的暫態信號減去穩態量準確提取故障信號；

S4)基于概率神經網絡的故障分類：基于統計學中的概率密度函數的非參數估計方法，用故障樣本集訓練PNN網絡分類模型，準確高效的分類出待識別樣本的類別；

S5)基于行波傳輸理論的故障區段定位：對截取故障線路采集到的故障后半個工頻周期的信號，通過用S變換分析兩個時間序列的相位移動，推斷出波形運動的相位變化，提取故障點的特征頻率f，利用公式計算對應的故障距離；其中，單端故障行波測距基本公式如下：

式中，v₀為零模波速度，表示為v₀＝ω/β₀；v₁為線模波速度，表示為v₁＝ω/β₁；ΔT＝t₀-t₁，t₀為零模波頭到達測量點的時刻，t₁為線模波頭到達測量點的時刻。

2.根據權利要求1所述的智能在線式配電網接地故障定位方法，其特征在于：所述步驟S1)中，同步采樣方法為基于GPS的同步采樣，具體包括：

(A1)用GPS接收器發出的1HZ頻率的方波同步脈沖信號PPS作為ADC時鐘同步信號，保證ADC時鐘前沿與GPS同步；

(A2)在同步的時間基準上的同一時間產生采樣脈沖信號，確保各裝置采樣的同步性；

(A3)裝置接收GPS的1pps信號和時間標簽，校準裝置內部時鐘。

3.根據權利要求1所述的智能在線式配電網接地故障定位方法，其特征在于：所屬步驟S2)中，故障錄波包含故障暫態過程，為了真實記錄和還原暫態過程，選取故障前1/4個周波和故障后5/4個周波進行錄波。

4.根據權利要求3所述的智能在線式配電網接地故障定位方法，其特征在于：所述步驟S2)中，基于DFT遞推算法的啟動方法的具體步驟為：

(B1)x(n)的N點離散傅里葉變換，公式如下：

式中，x(n)是長度為N的序列，

(B2)DFT遞推算法，公式如下：

式中，X_m-1(k)是0～N-1點的DFT，X_m(k)是1～N點的DFT；

(B3)采用公式(2)判斷通過遞推計算得出的X_m(k)在一段區間內是否發生變化，若高于設置門檻值10％，則出現疑似故障信號，開始啟動故障錄波。

5.根據權利要求1所述的智能在線式配電網接地故障定位方法，其特征在于：所述步驟S3)中，瞬時信號的準確提取的具體步驟為：

(C1)對前面記錄下來的數據進行S變換，公式如下：

式中x(t)是可能含有故障的電壓/電流信號，是高斯窗口，τ為控制高斯窗口在時間t軸位置的參數，f為頻率，j為虛數；

(C2)調整可變窗口參數τ，f得到不同模行波系列，選取模極大行波匹配故障點；

式中T為最大測量時間，k為諧波；

(C3)采集到的信號進行S變換求取時頻模矩陣，時頻模矩陣反映故障時時間—頻率—模的集中突變的情況；故障信號用故障時的暫態信號減去穩態量，公式如下：