[發明專利]一種基于故障信息編碼和融合方法的電網故障診斷方法

有效

• 申請號: 201811498577.4
• 申請日: 2018-12-08
• 公開（公告）號: CN109633370B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉朝章;趙金勇;吳玉光;魏燕飛;劉杰
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司德州供電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種基于故障信息編碼和融合方法的電網故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據電網故障時線路的電氣信號和開關量信息建立幅值近似度指標、能量近似度指標和故障編碼相似度指標；

步驟2：將幅值近似度指標、能量近似度指標和故障編碼相似度指標進行數據融合，形成融合故障度指標；

步驟3：利用改進的聚類方法和融合故障度指標確定出元件最終故障診斷結果；

所述步驟2中的融合故障度指標，其計算公式為：

式中，IFD為融合故障度指標，ASD為幅值近似度指標，ESD為能量近似度指標，NSD為故障編碼相似度指標；

所述步驟3中的改進的聚類方法，包括以下步驟：

步驟01：建立k-means聚類目標函數模型；

步驟02：建立用于判斷簇心是否需要更新的適應度函數模型；

步驟03：建立更新簇心對應函數模型；

所述k-means聚類目標函數模型，其具體公式為：

式中，J_m為k-means聚類目標函數，c,k為自然數，||x_j-v_c||為改進的流形距離，ω_l,ω_bnr分別為第c類的下近似集合的權重和邊界集合的權重，v_c,c_-cl,c_cbnr,x_j分別為第c類的簇心、下近似集合、邊界集合和類簇數據對象；

所述適應度函數模型，其具體公式為：

FIT＝1/J_m

式中，FIT為適應度函數模型；

所述更新簇心對應函數模型，其具體公式為：

式中，v_b為更新簇心對應函數模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于故障信息編碼和融合方法的電網故障診斷方法，其特征在于，所述步驟1中的幅值近似度指標，其計算公式為：

式中，I_k為線路信號在故障前后電流的幅值變化程度值，F_kf,F_kb分別為線路信號故障前后的幅值，X_k為線路的幅值近似度指標，I₁,I₂...I_n分別為n個線路各自自身故障前后電流的幅值變化程度值，n為自然數。

3.根據權利要求1所述的一種基于故障信息編碼和融合方法的電網故障診斷方法，其特征在于，所述步驟1中的能量近似度指標，其計算公式為：

式中，W_kh為線路信號的高頻能量表征，W_kl為線路信號的低頻能量表征，t為分解尺度，D_kj為線路信號在第j∈(1,2...t)個分解尺度下的細節系數，A_kt為線路信號在第t個分解尺度下的相似系數，W_k為線路信號能量高低頻變化程度值，w_k為線路的能量近似度指標，W₁,W₂...W_n為n個線路各自自身的信號能量高低頻變化程度值，t為自然數。

4.根據權利要求1所述的一種基于故障信息編碼和融合方法的電網故障診斷方法，其特征在于，所述步驟1中的故障編碼相似度指標，其計算公式為：

b_i＝a_n2ⁿ+a_n-12^n-1+...+a₀2⁰

Q_n＝w₁b₁+w₂b₂+w₃b₃

S_n＝Q_nr/Q_n

式中，b_i為字段編碼，a_n,a_n-1...a₀為n個線路各自對應的遙信位值，Q_n為預想線路編碼值，Q_nr為實際線路編碼值，S_n為線路的故障編碼相似度指標，w₁,b₁；w₂,b₂；w₃,b₃分別對應為故障過程權重及相應字段編碼、保護動作權重及相應字段編碼和故障類型權重及相應字段編碼，i取1，2，3。