[發明專利]一種基于模糊聚類算法的配電網故障區段辨識方法有效
| 申請號： | 202011136602.1 | 申請日： | 2020-10-22 |
| 公開（公告）號： | CN112415326B | 公開（公告）日： | 2022-02-11 |
| 發明（設計）人： | 梁睿;唐澤華;程孟晗;薛雪 | 申請（專利權）人： | 中國礦業大學 |
| 主分類號： | G01R31/08 | 分類號： | G01R31/08 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 李悅聲 |
| 地址： | 221116 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 模糊 算法 配電網 故障 區段 辨識 方法 | ||
1.一種基于模糊聚類算法的配電網故障區段辨識方法，其特征在于步驟如下：
S1首先在電網各線路的首端設置首端測量點，并在各線路上間隔布置分布式測量點；在電網正常運行狀態下，采集電網各線路首端測量點兩周波的相電流信息，利用三角函數對采集到的相電流進行擬合，得到正常運行狀態下的波形函數Fm(t)，m＝1,2,…,M，M為母線出線數；
S2當系統某線路上發生單相接地故障時，采集各線路首端測量點到達穩態后兩周波的相電流信息，使用三角函數對采集到的相電流進行擬合，得到各線路故障后穩態時的波形函數Gm(t)，m＝1,2,…,M，M為母線出線數；
S3將擬合出的各線路正常運行時的波形函數Fm(t)和各線路故障穩態時的波形函數Gm(t)按時間軸對齊并作差，得差值函數Hm(t)；
S4對差值函數Hm(t)在時間區間上作積分，其中t為故障發生時刻，得到面積差函數序列Γ＝[S1,S2,…,Sm]T，其中m＝1,2,…,M，M為母線出線數，Sm為差值函數Hm(t)作積分運算后的面積差函數；
S5利用模糊聚類算法FCM對面積差函數序列Γ進行分類，根據聚類結果，確定故障線路；
S6分別采集故障線路正常狀態時及發生故障并到達穩態后各分布式測量點處兩周波的相電流波形，利用三角函數將采集到的各測量點相電流信息進行擬合，得到各測量點正常狀態下及故障后穩態的波形函數Fn(t)、Dn(t)，其中n＝1,2,…,N，N為故障線路上分布式測量點數目，將Fn(t)、Dn(t)作差，并在時間區間(t+0.04,t+0.1)上積分，得到故障線路上各分布式測量點處相電流的面積差函數序列Ω＝[s1,s2,…,sn]T，其中n＝1,2,…,N，N為故障線路上的分布式測量裝置的數目，sn為Fn(t)、Dn(t)作差并在相應時間區間作積分運算后的面積差函數；
S7使用模糊聚類算法對面積差函數序列Ω進行分類，根據聚類結果，確定單相接地故障發生的線路區段；
在步驟S5和步驟S7中，使用模糊聚類算法FCM分別對面積差函數序列Γ與面積差函數序列Ω進行分類，步驟S5中聚類方法計算過程如下：
a設置聚類類別數c＝2，用[0,1]間隨機數初始化隸屬矩陣U，矩陣U中系數uij需滿足下式中的約束條件；
b將序列Γ＝[S1,S2,…,SM]T數據代入下式，計算c個聚類中心ci，λ為權重指數，此處λ＝2：
c將序列Γ中數據代入下式計算目標函數J用以限制迭代次數，若J1×10-6，則算法停止,否則，重復上述步驟：
d利用公式：計算新的隸屬矩陣U；
e結束上述步驟，即可根據隸屬矩陣U完成故障線路辨識，如果則該數據被劃分到第i個分類，根據分類結果，實現故障線路辨識。
2.根據權利要求1所述一種基于模糊聚類算法的配電網故障區段辨識方法，其特征在于：在步驟S3中，將擬合出的正常運行時的波形函數Fm(t)和故障穩態時的波形函數Gm(t)按時間軸對齊并作差，得差值函數Hm(t)，其計算公式為：
Hm(t)＝Fm(t)-Gm(t)。
3.根據權利要求1所述一種基于模糊聚類算法的配電網故障區段辨識方法，其特征在于：在步驟S4中，對差值函數Hm(t)在時間區間(t+0.04,t+0.1)上作積分，其中t為故障發生時刻，得到面積差函數序列Γ＝[S1,S2,…,SM]Tm＝1,2,…,M，M為母線出線數，其計算公式為：
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