[發明專利]一種基于SVM支持向量機的單相接地故障判別方法和裝置

有效

• 申請號: 201911133969.5
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110824297B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 余鯤;趙景濤;蔡月明;孫建東;劉明祥;張弛;陸凡;王佳;幸玲;樊軼;劉遐齡;高煜欽;鄒航
• 申請（專利權）人: 國電南瑞南京控制系統有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩

本發明公開一種基于SVM支持向量機的單相接地故障判別方法和裝置，方法包括：連續采集線路零序電壓電流數據；響應于線路零序電壓電流發生突變，獲取突變時刻、突變時刻前一周波以及突變時刻后一周波的零序電壓電流數據，并分別計算零序電壓和零序電流的偏差值；基于零序電壓電流偏差值，分別計算故障隸屬度值；響應于突變時刻、突變時刻前一周波和后一周波對應的故障隸屬度值中，存在任意一個不為0的情況，則將故障隸屬度值及其所屬時刻/時段信息作為預先訓練得到的支持向量機分類器的輸入，進而根據支持向量機分類器的輸出判斷是否發生單相接地故障。利用本發明可對系統發生的單相接地故障進行判別，判別結果準確可靠。

技術領域

本發明涉及配電網故障監測技術領域，特別是一種基于SVM支持向量機的單相接地故障判別方法和裝置。

背景技術

電力系統由大量發、送、輸、配、用電等設備連接構成，這些設備的可靠性及運行情況直接決定著整個系統的穩定和安全，也決定著供電的質量和可靠性。小電流接地系統中單相接地故障是一種常見的臨時性故障，當該故障發生時，由于故障點的電流很小，且三相之間的線電壓仍保持對稱，對負荷設備的供電沒有影響，所以允許系統內的設備短時運行，一般情況下可運行1-2個小時而不必跳閘，從而提高了供電的可靠性。但一相發生接地，會導致其他兩相的對地電壓升高為相電壓的數倍，這樣會對設備的絕緣造成威脅，若不及時處理可能會發展為絕緣破壞、兩相短路，弧光放電，引起系統過壓。然而當系統發生單相接地故障時，由于構不成回路，接地電流是分布電容電流，數值比負荷電流小得多，故障特征不明顯，因此接地故障檢測仍是一項世界難題，很多技術有待克服。

發明內容

本發明的目的是，提供一種單相接地故障判別方法和裝置，利用模糊隸屬度函數以及SVM支持向量機，對線路零序電壓電流數據進行分析，對系統發生的單相接地故障進行判別，判別結果準確可靠。

本發明采取的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種單相接地故障判別方法，包括：

連續采集線路零序電壓電流數據；

響應于線路零序電壓電流發生突變，獲取突變時刻、突變時刻前一周波以及突變時刻后一周波的零序電壓電流數據；

基于獲取到的零序電壓電流數據，分別計算突變時刻、突變時刻前一周波和后一周波的零序電壓和零序電流的偏差值；

針對突變時刻、突變時刻前一周波和后一周波的零序電壓和零序電流的偏差值，分別計算故障隸屬度值；

響應于突變時刻、突變時刻前一周波和后一周波對應的故障隸屬度值中，存在任意一個不為0的情況，則將故障隸屬度值及其所屬時刻/時段信息作為預先訓練得到的支持向量機分類器的輸入，進而根據支持向量機分類器的輸出判斷是否發生單相接地故障。

可選的，所述支持向量機分類器基于歷史數據進行預先訓練得到，訓練過程包括：

獲取多組歷史單相接地故障時刻及其前后各一周波的零序電壓電流數據，以及電壓電流突變但未發生單相接地故障的突變時刻及其前后各一周波的零序電壓電流數據；

針對各組數據分別計算故障或突變時刻及其前后各一周波對應的故障隸屬度值，得到多個訓練樣本；

利用多個訓練樣本進行模型訓練，得到以饋線有故障和饋線無故障為分類標簽的支持向量機分類器。

可選的，訓練樣本對應的歷史數據為實際線路運行歷史數據或實驗模擬數據。

可選的，方法還包括，對于單相接地故障判斷結果有效的事件，將其故障或突變時刻及其前后各一周波的故障隸屬度值作為新的樣本更新至支持向量機分類器的訓練樣本中，對支持向量機分類器進行更新訓練，用于后續單相接地故障的判別。

可選的，所述零序電壓偏差值v_u和零序電流偏差值v_i的計算公式如下：