[發明專利]基于最大均值差異的配電網小電流接地故障區段定位方法

有效

• 申請號: 202110796002.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113447761B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 尹項根;譚力銘;王義凱;喬健;徐雯;陳衛;張哲;文明浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

本發明公開了一種基于最大均值差異的配電網小電流接地故障區段定位方法和系統，屬于配電網故障定位領域。方法包括：當系統發生單相接地故障時，確定故障線路；計算故障線路各區段雙端零模電流之間的最大均值差異(maximum mean discrepancy,MMD)值，將MMD最大的區段作為故障區段；各區段雙端零模電流為同一時刻采集得到。本發明方法適用于中性點小電流接地的配電網故障區段定位問題，能夠有效的解決配網線路中定位盲區存在零模電流相似性特征畸變導致定位區段錯誤的問題，在不同的故障場景下都能夠準確定位故障區段，且具有一定的魯棒性，可以作為配電自動化系統的重要組成部分。

技術領域

本發明屬于配電網故障定位領域，更具體地，涉及一種最大均值差異的配電網小電流接地故障區段定位方法和系統。

背景技術

配電網單相接地故障頻發，快速準確的故障區段定位方法是實現配網自動化的基礎。通常情況下，在發生單相接地故障后，故障區段的雙端零模電流波形相似程度低，極性相反，而非故障區段的雙端零模電流波形相似程度高，極性相同。但由于配電網結構復雜，架空-電纜混合線路普遍，在線路某些位置發生單相接地故障時，上述零模電流波形相似程度特征可能發生畸變，出現故障區段零模電流波形相似度高于非故障區段的現象，嚴重影響現有基于零模電流相似性特征的故障區段定位結果的準確性，將這些特殊的故障位置稱為定位盲區。

現有配電網區段定位方法多基于故障線路零模電流特征，包括波形相似程度和極性關系。根據零模電流波形相似程度的描述方法可以分為相對熵法，暫態重心頻率法等；根據零模電流極性方向的描述方式可以分為相關系數法，故障方向測度法等。但上述方法都存在一定的局限性，前者忽視極性信息，在定位盲區發生故障時，易造成故障區段誤判；后者僅利用極性關系，受現場常出現的TA反接問題影響嚴重，同時由于零模電流持續時間短，信號強度小，可能出現極性不明確的情況。近年來，部分方法綜合使用零模電流波形相似程度和極性關系。如劉鵬輝等人在電網技術,2016,40(03):952-957“基于動態時間彎曲距離的小電流接地故障區段定位方法”一文中提出使用動態彎曲距離綜合反應零模電流之間的波形相似程度和極性關系，但是該方法抗同步誤差能力比較強，對極性關系的反應不夠靈敏，不能有效的解決定位盲區的問題。

隨著配電網同步相量測量裝置(D-PMU)等先進量測系統在配電網中的應用，能夠完全實現區段雙端零模電流的同步測量，對方法的抗同步誤差能力要求降低。考慮到定位盲區發生接地故障時，零模電流極性特征不變，而僅基于零模電流極性特征的方法可靠性差，因此需要找到一種能夠靈敏反應極性關系并綜合反應波形相似程度的方法解決定位盲區問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種最大均值差異的配電網小電流接地故障區段定位方法和系統，其目的在于解決配網線路中定位盲區存在零模電流相似性特征畸變導致定位區段錯誤的問題，正確定位故障區段，提高供電可靠性。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于最大均值差異的配電網小電流接地故障區段定位方法，包括：

S1.當系統發生單相接地故障時，確定故障線路；

S2.計算故障線路各區段雙端零模電流之間的MMD值，將MMD最大的區段作為故障區段；各區段雙端零模電流為同一時刻采集得到。

進一步地，各個區段雙端零模電流由同步測量裝置測量得到。

進一步地，同步測量裝置為PMU。

進一步地，故障線路各個區段根據線路結構和沿線同步測量裝置的分布位置劃分。

進一步地，利用如下公式計算各區段雙端零模電流之間的MMD值：

其中，k(x,y)為需選取的核函數，分布p和q分別表示各區段雙端零模電流，樣本空間x和y表示對應零模電流的采樣值,通過上述公式計算故障線路上各區段的最大均值差異。