[發(fā)明專利]一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811409931.1
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109541395B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李振興;王朋飛;傅裕挺;李振華;徐艷春;邱立
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：依據(jù)配電實際，獲取符合小波包分解和Huasdorff距離算法要求的暫態(tài)電流數(shù)據(jù)，首先獲取從饋線母線端x節(jié)點及下一級x+1節(jié)點1周波暫態(tài)零序電流數(shù)據(jù)；

步驟2：選取小波基dbn和分解為s層，利用小波包分解工具將兩節(jié)點數(shù)據(jù)分解為頻帶信息；

步驟3：結(jié)合第s層2^s-1個頻帶信息，基于小波包能量最大原則，選取母線端x節(jié)點的特征頻帶，提取特征頻帶暫態(tài)自由分量信息和下一級x+1節(jié)點同一頻帶電流信息即兩節(jié)點同頻帶，并作歸一化處理；

步驟4：基于獲取的歸一化后的頻帶信息，利用Huasdorff距離算法對相鄰節(jié)點做匹配度優(yōu)化處理并求得匹配度HS_x→x+1；

步驟5：比較HS_x→x+1和判據(jù)閾值HS_set，若HS_x→x+1HS_set，則該區(qū)段為故障區(qū)段；若HS_x→x+1HS_set，則區(qū)段為正常區(qū)段；進而判定下一個區(qū)段x+1→x+2，循環(huán)步驟1至步驟5，直至饋線末端節(jié)點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法，其特征在于：所述步驟2中，為了消除中性點接地方式不同對故障定位準確度的影響，利用小波包進行頻帶分解，把步驟1所獲取的暫態(tài)零序電流分解成不同頻段的頻帶信息；其中小波基選取了dbN和分解層數(shù)s；考慮到結(jié)果平滑、分解快速、信號能量集中問題，選取N＝10；s＝4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法，其特征在于：所述步驟3中，利用了頻帶能量最大原則來選取2^s-1個頻帶信息中的特征頻帶，如式(1)，這種選取原則依托于特征頻帶信息中包含了故障暫態(tài)零序電流主頻率信息，其主頻率信息的幅值最大，能量值最大，并對x節(jié)點特征頻帶和x+1節(jié)點同頻帶信息做歸一化處理；

設(shè)j＝1,2,3,…,s；k＝1,2,3,…,2^s；i＝1,2,3,…,N為0.5個周波的采樣點數(shù)，包含故障后完整的暫態(tài)信息；s為小波分解的最大層數(shù)；和為第s層第k個頻帶第x個分段開關(guān)的零序電流和能量，x最大值為K；k_max為s層2^s-1個暫態(tài)零序電流自由分量頻帶中能量最大的頻帶序號；

公式(1)中j＝1,2,3,…,s，k＝1,2,3,…,2^s；i＝1,2,3,…,N；為0.5個周波的采樣點數(shù)，包含故障后完整的暫態(tài)信息；s為小波分解的最大層數(shù)；和為第s層第k個頻帶第x個分段開關(guān)的零序電流和能量，x最大值為K；分別為第s層的1,2…2^s-1,2^s頻帶的能量值；k_max為s層2^s-1個暫態(tài)零序電流自由分量頻帶中能量最大的頻帶序號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法，其特征在于：所述步驟4中，匹配度優(yōu)化方案采用了一種數(shù)據(jù)窗平移的辦法來消除；

設(shè)數(shù)據(jù)窗單次移動步長為△T＝1/f_s，移動數(shù)據(jù)寬度為±3ms，總移動步數(shù)step最大值為N′＝3×10^-3×f_s，分段開關(guān)序號x對應(yīng)的饋線區(qū)段為x→x+1，饋線分段開關(guān)個數(shù)為X，匹配度HS_x→x+1為：

式(2)中，N為數(shù)據(jù)窗內(nèi)0.5個周波采樣點，包含故障后完整的暫態(tài)信息；N′為可移動步長；分別為節(jié)點x和x+1暫態(tài)零序電流頻帶信息歸一化序列；

在數(shù)據(jù)窗長度確定中，為了滿足匹配度優(yōu)化方案，即保證數(shù)據(jù)窗移動后，Haudorff距離算法的輸入數(shù)據(jù)均能保持相同點數(shù)N，因此數(shù)據(jù)窗需留有裕度2*N′；考慮對時方式的最大誤差3ms，f_s＝10kHz，經(jīng)計算可將其裕度確定為100采樣點，數(shù)據(jù)窗的長度可確定為1個周波，即在N采樣點數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分別向左、向右擴展50個采樣點；該數(shù)據(jù)窗的確定可依據(jù)工程實際來調(diào)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種特征頻帶下基于Hausdorff的配網(wǎng)區(qū)段定位方法，其特征在于：所述步驟4中，構(gòu)建了閾值整定方法及動作判據(jù)：

為保證區(qū)段定位的可靠性，利用理想匹配度值HS_T、可靠系數(shù)K_rel設(shè)定了判據(jù)閾值HS_set；其閾值為：

HS_set＝HS_T/K_rel

式中：K_rel取1.15～1.3之間；由于HS_T＝1，不妨取K_rel＝1.2，K_rel根據(jù)工程實際設(shè)定，再結(jié)合上式得HS_set＝0.83；

若HS_x→x+1HS_set，則故障區(qū)段為x→x+1，反之，則為正常區(qū)段。