[發明專利]一種基于自適應傅里葉變換的配電網故障定位方法

有效

• 申請號: 202010704741.3
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111796165B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 殷志華;衛志農;孫國強;臧海祥;陳勝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了配電網技術領域的一種基于自適應傅里葉變換的配電網故障定位方法，旨在解決現有技術中對單相接地故障特征提取能力弱、定位可靠性低的問題，包括：搜索故障發生后的第一設定時間區間內母線電壓時間序列，標記故障發生的精確時刻；對故障發生時刻以后的第二設定時間區間內的各測量點的零序電流進行自適應傅里葉模態分解，得到有限個正交且互不相關的模態分量函數；將各模態分量函數向頻率域投影，進而構造得到描述故障后暫態電流能量的時域離散序列；基于相對熵理論和故障后暫態電流能量的時域離散序列，計算各測量點的相對熵值并確定各測量點的類型；結合配電網拓撲結構，確定故障所在區段。

技術領域

本發明屬于配電網絡技術領域，具體涉及一種基于自適應傅里葉變換的配電網故障定位方法。

背景技術

當配電網發生永久性單相接地故障時，快速的故障診斷和供電恢復對于保證電網的穩定性和可靠性具有重要意義。根據我國最新發布的配電網技術導則，原有的“故障后可連續運行2小時”的要求被修改為“故障后應盡快選擇故障饋線”，這在事實上對單相接地故障檢測技術提出了更嚴苛的要求。在配電網的所有故障類型中，單相接地故障幾乎占到了80％，是影響供電可靠性的重要因素。然而，由于故障信號微弱、故障工況復雜，單相接地故障在諧振接地系統中的準確定位一直是一個難題，如何快速準確找到故障發生位置已成為傳統電力系統中為數不多未得到徹底解決的問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自適應傅里葉變換的配電網故障定位方法，以解決現有技術中對單相接地故障特征提取能力弱、定位可靠性低的問題。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于自適應傅里葉變換的配電網故障定位方法，包括：a、當監測到母線零序電壓超過電壓設定值時，召回第一設定時間區間內的母線零序電壓序列和各測量點的零序電流；b、根據第一設定時間區間內的母線零序電壓序列二次搜索故障發生時刻，據此確定第二設定時間區間；c、對故障發生時刻以后的第二設定時間區間內的各測量點的零序電流進行自適應傅里葉模態分解，得到有限個正交且互不相關的模態分量函數；d、將各模態分量函數向頻率域投影，進而構造得到描述故障后暫態電流能量的時域離散序列；e、基于相對熵理論和故障后暫態電流能量的時域離散序列，計算各測量點的相對熵值并確定各測量點的類型；f、結合各測量點的類型及配電網拓撲結構，確定故障所在區段。

進一步地，所述第一設定時間區間的確定方法是：當母線零序電壓超過電壓設定值時，認為配電網中發生了單相接地故障，將監測到的母線零序電壓超過電壓設定值的時刻記作為t_s，所述第一設定時間區間為[t_s-T/2，t_s+T/2]，其中，T指工頻周期。

進一步地，所述故障發生時刻通過以下方法確定：

對母線零序電壓的離散采樣序列進行標號，記作U(m),m＝1,2,3,...,M，M表示采樣點數量，m表示第m個采樣點；

對U(m)從m＝[M/2]向m＝1方向進行搜索，求取首個滿足

|U(m)-U(m-3)|10|U(m-3)-U(m-13)|＜5|U(m-13)-U(m-23)|＜5

的m值，將其所對應的時刻記為t_N，則故障發生時刻確定為t_N，則第二設定時間區間為[t_N,t_N+T/2]。

進一步地，所述步驟c具體為：

c1、設x[n]是在第二設定時間區間[t_N,t_N+T/2]上長度為N的零序電流離散采樣序列，利用離散傅里葉變換對其進行展開得：

其中，