[发明专利]利用小波能量相对熵的配电网缆－线混合线路故障选线方法

权利要求书

1.一种利用全频带小波能量相对熵的配电网缆-线混合线路故障选线方法，其特征在于出现母线零序电压瞬时值越限时，故障选线装置立即启动，采集各线路故障后1/4周期的零序电流，进行小波分解，并对各尺度下的小波分解系数进行单支重构，利用重构系数计算各线路零序电流在各个频带下的小波能量；结合相对熵对信号间细微差别的超强识别能力，计算各线路在各个频带下的小波能量相对熵，并求取每条线路的综合小波能量相对熵，通过比较各线路全频带的综合小波能量相对熵大小，自适应地选出配电网故障线路，输出选线结果。

2.根据权利要求1所述的利用全频带小波能量相对熵的配电网缆-线混合线路故障选线方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

(1)当母线零序电压瞬时值u_n(t)大于K_uU_n，故障选线装置立即启动，记录下故障后1/4个周期各线路的零序电流，其中K_u取值为0.15，U_n表示母线额定电压；

(2)利用采集的db10小波对各线路故障后1/4个周期的零序电流进行多分辨分析，得到各尺度下的小波分解系数，在分解尺度j下n时刻的高频分量系数为 ，低频分量的系数为 ，并对各尺度下的小波分解系数进行单支重构，得到的信号分量 所包含信息的频带范围为

上式中： 为高频分量；A_j(n)为低频分量；f_s为信号的采样频率；J为最大分解尺度；

(3)根据以下公式计算各线路零序电流在各个频带的小波能量；

各线路零序电流i₀(n)可表示为小波分解，单支重构后各分量的和，即

令D_J+1(n)＝A_J(n)，则有

对于正交小波变换，各线路零序电流变换后各尺度的能量可直接由其小波分解系数的平方即高频分量得到，即：

上式中，E_j(n)为各线路零序电流经小波变换后的能量；

(4)根据下列公式计算尺度j下各线路零序电流的权重系数p_ij；定义线路i在尺度j下的小波能量和为：

i＝1，2，…，L

上式中，D_ij(n)为线路i的零序电流在尺度j下小波分解系数，L为配电网线路总数，由此可得尺度j下所有线路的总能量为：

定义尺度j下各线路i的能量和在总能量中所占的比重，即权重系数p_ij为：

由上公式可知， 

(5)计算各线路i的综合小波能量相对熵M_i；

根据相对熵理论，结合上述故障零序电流小波能量的分析，定义线路i相对于线路l的小波能量相对熵M_i1为：

上式中，p_1j为尺度j下各线路l的能量和在总能量中所占的比重；

定义线路i相对于其余线路的综合小波能量相对熵为：

上式中，M_1j为线路l相对于线路i的小波能量相对熵；

(6)故障选线判据：选出综合小波能量相对熵最大的三个，按照大小排序分别为：M_a、M_b、M_c，当满足M_a＞M_b+M_c时，综合小波能量相对熵最大的M_a对应的线路为故障线路，否则，判为母线故障。