[發明專利]基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法及系統

在審

• 申請號: 202010235364.3
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111443259A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 穆志軍;耿洪彬;吳玉光;魏燕飛;李仟成
• 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: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法，其特征在于，包括：

實時獲取有源配電網運行電氣參數并進行預處理，得到基于時間序列的一維故障特征量列矩陣；其中，一維故障特征量列矩陣是單一故障特征量監測矩陣，以物理節點個數為行，一個工頻采樣時間內的采樣點數為列；

將多個不同故障類型的一維故障特征量列矩陣在空間上融合，形成同一時間序列的多故障特征量監測矩陣，再基于至少兩個不同時間序列的多維故障特征量監測矩陣進一步融合擴維，形成高維故障特征量監測矩陣；

對高維故障特征量監測矩陣進行降維處理，篩選降維后矩陣的兩個特征根，并計算這兩個特征根對應的正交化特征向量；

將兩個正交化特征向量組成的列矩陣進行基于密度的局部異常因子檢測，檢測出異常物理節點，再根據配電網網絡拓撲得到異常物理節點對應的故障區段，獲得故障診斷結果。

2.如權利要求1所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法，其特征在于，對實時獲取有源配電網運行電氣參數的預處理操作包括故障特征量的選擇、網絡關聯矩陣的構建及區域差分化處理。

3.如權利要求1所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法，其特征在于，所述有源配電網運行電氣參數包括三相電流、零序電流、負序電流和零序有功和無功功率。

4.如權利要求1所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法，其特征在于，將兩個正交化特征向量組成的列矩陣進行基于密度的局部異常因子檢測的過程為：

計算兩個正交化特征向量組成的列矩陣中各元素的K距離，即以該元素為原點，計算除原點外距離原點最近的第K個元素的距離，然后根據K距離計算各元素的K距離鄰域，進而確定各元素的局部可達距離與局部可達密度，最終計算各物理節點對應元素的局部異常因子。

5.如權利要求1所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷方法，其特征在于，檢測出異常物理節點的過程為：

將物理節點局部異常因子與設定的局部異常因子閾值比較，小于閾值則代表物理節點正常，大于閾值則代表物理節點故障。

6.一種基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷系統，其特征在于，包括：

電氣參數獲取及預處理模塊，其用于實時獲取有源配電網運行電氣參數并進行預處理，得到基于時間序列的一維故障特征量列矩陣；其中，一維故障特征量列矩陣是單一故障特征量監測矩陣，以物理節點個數為行，一個工頻采樣時間內的采樣點數為列；

監測矩陣形成模塊，其用于將多個不同故障類型的一維故障特征量列矩陣在空間上融合，形成同一時間序列的多故障特征量監測矩陣，再基于至少兩個不同時間序列的多維故障特征量監測矩陣進一步融合擴維，形成高維故障特征量監測矩陣；

降維處理模塊，其用于對高維故障特征量監測矩陣進行降維處理，篩選降維后矩陣的兩個特征根，并計算這兩個特征根對應的正交化特征向量；

故障診斷模塊，其用于將兩個正交化特征向量組成的列矩陣進行基于密度的局部異常因子檢測，檢測出異常物理節點，再根據配電網網絡拓撲得到異常物理節點對應的故障區段，獲得故障診斷結果。

7.如權利要求6所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷系統，其特征在于，在所述電氣參數獲取及預處理模塊中，對實時獲取有源配電網運行電氣參數的預處理操作包括故障特征量的選擇、網絡關聯矩陣的構建及區域差分化處理。

8.如權利要求6所述的基于局部異常因子檢測的有源配電網故障診斷系統，其特征在于，在所述故障診斷模塊中，將兩個正交化特征向量組成的列矩陣進行基于密度的局部異常因子檢測的過程為：

計算兩個正交化特征向量組成的列矩陣中各元素的K距離，即以該元素為原點，計算除原點外距離原點最近的第K個元素的距離，然后根據K距離計算各元素的K距離鄰域，進而確定各元素的局部可達距離與局部可達密度，最終計算各物理節點對應元素的局部異常因子。