[發明專利]一種基于特征量相關性的發電廠廠用電系統故障選線方法及設備

有效

• 申請號: 202011637123.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112801135B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 吳夢可;李浩鋒;高軍;韓航杰;薛偉盛;許林波;喻錕;羅晗菁;曾祥君;李理;倪硯茹;王沾;卓超
• 申請（專利權）人: 浙江浙能鎮海發電有限責任公司;浙江浙能技術研究院有限公司;長沙理工大學
• 主分類號: G06F18/23
• 分類號: G06F18/23;G06F18/2135;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州星瀚知識產權代理有限公司 33496
• 代理人: 李靜文

本發明公開了一種基于特征量相關性的發電廠廠用電系統故障選線方法及設備，其中方法采用主成分分析對所采集的多種故障特征量進行擇優選擇，組成歷史樣本集，再基于聚類分析智能算法對故障樣本進行分析，將基于優選后的故障特征量所組成的原始特征樣本集劃分至不同的故障類別，從而準確對待測樣本進行故障類型判斷，實現故障選線。所述方法可以有效解決發電廠廠用電系統接地故障信號微弱，故障選線困難的技術難題。

技術領域

本發明涉及發電廠廠用電系統故障選線技術領域，具體涉及一種基于特征量相關性的發電廠廠用電系統故障選線方法及設備。

背景技術

隨著我國電力工業的飛速發展，電網結構的不斷變化,發電機、變壓器容量的不斷增加，大容量發電廠在整個電力系統中的影響也越來越大。發電廠廠用電系統因其所涉及的設備類型眾多，使得其在實際運行中易發生停電事故，而單相接地故障是其中發生頻率最高的一種。由于發電廠廠用電系統故障特征量種類繁多，每個特征量互相關聯且各自的適用范圍所有差異，同時可能伴隨有外界的干擾以及系統運行狀況的影響等因素，在大量的研究下，現雖有各種各樣的接地故障選線方法，但在可靠性與普適性方面仍存在一定不足。

現有故障選線方法主要有信號注入法、穩態量選線法、暫態量選線法三種，但這些方法僅是對部分故障特征量進行處理，且選擇故障特征量時存在一定的人為主觀性，檢測的適用范圍有所局限，無法隨發電廠廠用電系統連接形式作出相應的變化以適應復雜多樣的故障狀態，在實際使用中的適應性和可靠性并不夠理想。

發明內容

本發明的技術目的是，提供一種基于特征量相關性的發電廠廠用電系統故障選線方法及設備，適用于不同連接方式的發電廠廠用電系統故障選線，且準確度高。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于特征量相關性的發電廠廠用電系統故障選線方法，包括以下步驟：

步驟1，獲取發電廠廠用電系統發生單相接地故時的n組故障特征量數據，構成歷史特征樣本集X＝(x_i,j)_n×p，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,p；x_i,j為第i組故障特征量數據x_i的第j個故障特征量，p為x_i包括的故障特征量個數；

步驟2，對歷史特征樣本集進行標準化處理得到標準化的歷史特征樣本集Z＝(z_i,j)_n×p；然后根據歷史特征樣本集Z＝(z_i,j)_n×p不同故障特征量之間的關系建立相關系數矩陣R＝(r_j,j')_p×p，j＝1,2,…,p，j'＝1,2,…,p，計算表達式為：

式中，r_j,j'表示第j個故障特征量與第j'個故障特征量之間的相關系數，Z_j,Z_j'分別為歷史特征樣本集Z的第j列和第j'列數據，cov(Z_j,Z_j')為Z_j與Z_j'協方差，D(Z_j)和D(Z_j')分別為Z_j和Z_j'的方差；

步驟3，根據相關系數矩陣R，提取m個主成分進行可視化分析，進而從p個故障特征量中優選s個故障特征量；根據優選的s個故障特征量從標準化的歷史特征樣本集中選取數據，重新組合形成新的歷史特征樣本集U＝(u_i,j)_n×s，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,s；

步驟4，將歷史特征樣本集U中的所有樣本u_i進行聚類分為內部故障類與外部故障類，并求得每個類別的聚類中心；