[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

本發明公開了智能在線式配電網接地故障定位方法，該配電網接地故障定位方法包括同步采樣、基于DFT遞推算法的啟動、時頻模故障瞬態信號的準確提取、基于概率神經網絡的故障分類和故障區段定位，將時頻模復合特征提取與概率神經網絡聯合定位，是基于同步采樣和暫態故障特征量綜合分析方法，采用智能式綜合分析技術解決了配電網接地故障定位的難題，在接地故障實時定位方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種人工智能的配電網接地故障特征綜合分析技術，具體涉及一種智能在線式配電網接地故障定位方法，屬于配電網技術領域。

背景技術

電網接地故障占據電力系統總故障的90％，也是大停電事故的主要根源，給人們的社會生活造成了全面而深刻的負面影響。減少電力故障，建設堅強智能電網是各國電網的主要目標。實時接地故障檢測與定位不僅能夠贏得故障事故處理所需的寶貴時間，還能發現某些特定條件下故障的問題，提高智能電網系統的健壯性。

配電網線路復雜、分支繁多，線路長度不固定，接地故障發生不可控，一旦發生波及范圍廣，影響較為惡劣。現有的故障選線定位方法分為：故障信號法以及注入信號跟蹤法。利用故障信號法又可以分為利用穩態故障信號量和暫態故障信號量兩大類。傳統的基于穩態量的方法，判斷故障的速度與準確性等方面的不足日益顯露，因此現有的實時接地故障定位仍然無法準確有效進行。而故障后的暫態量信號強，內容豐富，受系統運行狀況影響小，這對故障分類的速度、準確可靠度有極大的提高。

發明內容

本發明的目的是：提供一種智能在線式配電網接地故障定位的方法，是人工智能的配電網接地故障特征綜合分析技術，解決配電網接地故障定位的難題。

本發明采取的技術方案是該智能在線式配電網接地故障定位方法的具體步驟如下：

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為S。

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。

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。

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：