[發明專利]基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法

有效

• 申請號: 202011401268.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112557950B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 方濤;聶春洪;李華輝;伍建煒;周悅;廖衛平;黃練棟;溫健鋒;麥炳燦;蘇玨
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司江門供電局
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/58;G01R23/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云

1.基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.提取諧振接地系統變電站母線處的零序電壓U₀；

S2.當步驟S1中母線處的零序電壓U₀低于系統額定電壓Um的0.15倍時提取所述諧振接地系統中各線路原始零序電流；

S3.基于信號特征提取工具小波包分析法，從設定時段內的原始零序電流提取出各線路特征頻帶電流信號；

S4.基于步驟S3中各線路特征頻帶電流信號計算出所述諧振接地系統中各線路的特征頻帶電流信號相關系數矩陣；

S5.在步驟S4之后，通過數據變換計算得到各線路的測試矩陣；

S6.在步驟S5之后，通過漢明距離計算各線路測試矩陣與各樣本矩陣之間的相似維度：若線路漢明距離d_x不大于設定判據值d_set，則判定所述線路上發生了單相接地故障，否則為健全線路；若所有線路均為健全線路，則判定為母線故障；

所述樣本矩陣按以下方法進行推導：當線路x發生單相接地故障時測試矩陣C第x行第x列c_xx為1，其余為-1，非第x行第x列的元素為1；則諧振接地系統l條線路分別發生單相接地故障時常態化所推導出對應的l個測試矩陣作為l個樣本矩陣Y；

當線路x發生單相接地故障時，測試矩陣C_x與樣本矩陣Y_x相同，而不同于其他線路的樣本矩陣；測試矩陣C與線路x故障所對應的樣本矩陣Y_x之間的漢明距離即可稱為線路x的漢明距離d_x，表示為：

當諧振接地系統中線路x發生單相接地故障時線路x的漢明距離d_x為0，其他線路的漢明距離為2l+2；

當諧振接地系統中母線故障時，各線路之間的漢明距離為2l-2。

2.根據權利要求1所述的基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟S3中，采用小波包分析法將原始零序電流進行n層分解，分解成2ⁿ個頻帶電流信號，然后通過能量最大原理從各頻帶電流信號中選取特征頻帶電流信號。

3.根據權利要求1所述的基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟S4中，相關系數按以下公式計算：

式中，s_xy為線路x的特征頻帶電流信號I_x與線路y的特征頻帶電流信號I_y之間的相關系數，N為采集電流信號點總數。

4.根據權利要求3所述的基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟S4中，所述諧振接地系統包括l條線路，則相關系數矩陣s表示為：

式中，s_xy為線路x的特征頻帶電流信號I_x與線路y的特征頻帶電流信號I_y之間的相關系數。

5.根據權利要求3所述的基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟S4中，故障線路與健全線路之間的相關系數在-0.8至-1之間，則判斷為近似于-1，健全線路之間的相關系數在0.8至1之間，則判斷為近似于1。

6.根據權利要求5所述的基于矩陣相似性的配電網諧振接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟S5中，對所述相關系數矩陣進行數據處理，將近似于-1的元素設置為-1，將近似于1的元素設置為1，得到測試矩陣C；所述測試矩陣C表示為：

式中，c_xy為線路x與線路y征頻帶電流信號之間的相關系數數據處理值，表示相關系數標量值。