[發明專利]一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法

在審

• 申請號: 202310450936.3
• 申請日: 2023-04-25
• 公開（公告）號: CN116381413A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 陳靈;翟博龍;黃見虹;宋福海;呂庭欽;林美華;林葉青;余定文;童純潔;吳晨陽;葉雷;鄭益琴;鄭南章;郭健生;邱碧丹
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06F18/24;G06F18/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明提出一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法：首先利用采樣得到的三相電流數據構造故障辨識算法的啟動判據，故障辨識算法啟動后，利用中位原點矩濾波算法對采樣得到的三相電流數組進行濾波處理；然后利用濾波后得到的故障三相電流數組計算并比較突變電流導數、突變電流有效值、突變電流波形一致程度，并據此來判別故障點前區段和正常線路區段；最后計算濾波后得到的故障三相電流A、B、C三相的小波奇異熵，利用故障相的小波奇異熵值比非故障相大的特點，構造基于小波奇異熵的故障選相判據并進行故障相判斷。

技術領域

本發明屬于含分布式電源的有源配電網故障辨識技術領域，具體涉及一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法。

背景技術

當前，配電網中分布式電源的滲透率越來越高。隨著配電網分布式電源(DG)的接入及容量的不斷增加，其網絡結構和運行方式日益復雜，使得傳統的故障定位與辨識方法難以滿足要求。在配電網發生故障后快速有效地診斷出故障位置、辨識故障類型，對減少故障恢復時間、提高配電網的安全穩定運行和供電可靠性具有重要意義。

在傳統單電源放射狀結構配電網中，一般利用故障點上游開關處能夠檢測到故障電流而故障點下游開關處檢測不到故障電流的現象來實現故障區段的定位。根據故障線路的三相電流、三相電壓等工頻穩態量來進行單相接地、兩相短路、兩相接地短路、三相短路等短路故障類別的判斷。

但這些方法不僅故障檢測靈敏度不高、故障類型識別速度慢、易受過渡電阻、故障距離等因素的影響。更為關鍵的是在分布式電源接入后，由于配電網的拓撲結構及形態變化，會使短路電流特征發生顯著改變，進而造成傳統的故障定位方法失效，故障辨識的結果不準確，對配電系統繼電保護的可靠性帶來巨大挑戰。

針對上述問題，亟需對傳統配電網的故障定位和辨識方法進行改進，提升含分布式電源配電網繼電保護的動作正確率。

發明內容

本發明針對配電網接入分布式電源后，由于配電網的拓撲結構和短路電流分布特征復雜化，導致傳統故障辨識方案難以準確、迅速的定位故障區段，以及故障類別判斷結果不準確的問題，提出了一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法，極大的提高了對含分布式電源配電網進行故障辨識的能力。

本發明針對配電網的網絡結構和運行方式因分布式電源接入而日益復雜，傳統的故障定位與辨識方法難以滿足要求的問題，綜合利用可靠的故障辨識算法啟動判據、性能優越的濾波算法、三相電流突變量以及故障三相電流的小波奇異熵，形成了一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法：

首先利用采樣得到的三相電流數據構造故障辨識算法的啟動判據，故障辨識算法啟動后，利用中位原點矩濾波算法對采樣得到的三相電流數組進行濾波處理；然后利用濾波后得到的故障三相電流數組計算并比較突變電流導數、突變電流有效值、突變電流波形一致程度，并據此來判別故障點前區段和正常線路區段；最后計算濾波后得到的故障三相電流A、B、C三相的小波奇異熵，利用故障相的小波奇異熵值比非故障相大的特點，構造基于小波奇異熵的故障選相判據并進行故障相判斷。

本發明具體采用以下技術方案：

一種基于小波奇異熵的有源配電網故障辨識方法：首先利用采樣得到的三相電流數據作為故障辨識算法的啟動判據，故障辨識算法啟動后，利用中位原點矩濾波算法對采樣得到的三相電流數組進行濾波處理；然后利用濾波后得到的故障三相電流數組計算并比較突變電流導數、突變電流有效值、突變電流波形一致程度，并據此來判別故障點前區段和正常線路區段；最后計算濾波后得到的故障三相電流A、B、C三相的小波奇異熵，利用故障相的小波奇異熵值比非故障相大的特點，通過基于小波奇異熵的故障選相判據進行故障相判斷。

進一步地，具體包括以下步驟：