[發明專利]一種輸電線路故障暫態保護方法

在審

• 申請號: 202010314750.1
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111507417A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 李澤文;呂佳佳;夏云峰;宋新明;謝文景;王楊帆;顏勛奇
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/00;G06N3/00;G06F30/27;G06F113/04
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 吳雅麗

為促進基于波形唯一性暫態保護原理的實用化，本發明提出了一種結合經驗模態分解?維格納威爾分布和布谷鳥算法的輸電線路暫態保護方法。該方法利用EMD分解故障暫態信號，得到不同頻段的單分量信號；篩選真實暫態信號分量。然后對真分量分別求WVD，并將所有真分量的WVD進行線性疊加獲得故障暫態信號的時間?頻率?幅值能量譜密度圖。最后利用布谷鳥搜索算法將能量譜密度圖與故障樣本庫中的能量譜密度圖不斷迭代匹配計算相似度，依據相似度判別區內外故障，實現輸電線路故障快速可靠保護。EMD?WVD方法能有效提高故障暫態波形分析的準確度，布谷鳥搜索算法能有效提高波形匹配速度，兩者結合有望促進暫態保護的實用化。

技術領域

本發明涉及一種輸電線路故障暫態保護方法。

背景技術

隨著我國超高壓電網的迅速發展，超高壓輸電線路對繼電保護可靠性和速動性提出了更高的要求。而基于故障時產生暫態量構造的暫態保護具有超高保護性能，成為國內外繼電保護領域的研究熱點。

20世紀70年代以來，眾多學者將小波變換、希爾伯特-黃等數學工具引入輸電線路暫態保護，暫態保護技術蓬勃發展。其中，有文獻利用S變換能量相對熵的幅值比較式和極性比較式進行超高速方向保護以及縱聯保護。或者，利用小波變換對輸電線路進行行波距離保護，但受困于尺度選擇，該方法可靠性不高。有文獻把希爾伯特-黃變換作為檢測工具，按順序提取各頻率暫態交流分量，實現行波距離保護。該方法在時頻域范圍內準確顯示各種特征信息，操作性好；但會出現端點效應、篩分終止準則和模態混疊等問題，致使保護可靠性不高。

上述文獻大多使用單一時域或單一頻域的故障特征信息進行保護，可能會導致局部故障特征信息提取不完整，進而影響保護可靠性。為解決單一故障特征的不足，有文獻根據區內外波形特征差異，提出基于行波波形相關性分析的直流輸電線路縱聯保護方案。有文獻通過分析帶并聯電抗器的輸電線路在單相接地故障不同故障性質下的故障特征，提出了基于最小二乘法的波形相關性的永久性故障判別方法。有文獻針對新能源并網其控制策略受幅值、頻率和相角等問題，提出一種適用于新能源場站送出線路的主保護原理。有文獻提出，利用波形唯一原理綜合時頻特征信息進行輸電線路故障保護，但該方法利用故障暫態信號與樣本庫中波形進行匹配，需要逐個計算與之匹配波形的相似度，計算繁瑣，所需時間較長，大大影響了保護的速動性。

因此，有必要設計一種輸電線路故障暫態保護方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種輸電線路故障暫態保護方法，該輸電線路故障暫態保護方法易于實施，且對故障定位速度快速。

發明的技術解決方案如下：

一種輸電線路故障暫態保護方法，利用EMD(empirical mode decomposition，EMD，結合經驗模態分解)分解故障暫態信號，得到不同頻段的單分量信號；采用波形相關性系數對各單分量信號分別與原暫態信號進行相似度計算，篩選真實暫態信號分量；

然后對真實暫態信號分量分別求WVD(維格納威爾分布，wigner villedisturbution，WVD)，并將所有真實暫態信號分量的WVD進行線性疊加獲得故障暫態信號的時間-頻率-幅值能量譜密度圖；

最后利用布谷鳥搜索算法(Cuckoo Search，CS)將能量譜密度圖與故障樣本庫中的能量譜密度圖不斷迭代匹配計算相似度，依據相似度判別區內外故障，實現輸電線路故障快速可靠保護(即快速識別出故障，啟動保護)。

包括以下步驟：

步驟1：建立樣本庫；

樣本庫中的樣本為利用搭建的電網故障信號測試系統模擬各種故障情況的樣本或實際現場檢測數據樣本；