[发明专利]一种单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位方法

权利要求书

1.一种单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：假设一暂态行波从变电站中压配电线路母线处注入配电网，记录母线处随后一段时间内的暂态电压响应波形，暂态线电压波形的采样存储自行波注入时刻起，经过一定时间窗后，停止暂态电压响应波形的记录；

步骤2：对采集到的暂态电压响应波形进行频谱分析得到多个固有特征频率；

步骤3：根据固有特征频率进行频率段的分割；

步骤4：对采集到的暂态电压响应波形进行频率段能量值的分析与归一化；

步骤4中所述采集到的暂态电压响应波形进行频率段能量值的分析与归一化，具体为：

其中，E_j表示经FFT分析和频率段分割之后暂态电压响应波形在步骤3中所确定的第j个频率段上的能量值；E_i表示经FFT分析和频率段分割之后暂态电压响应波形在步骤3中所确定的第i个频率段上的能量值；E_i^*表示第i个频率段上的能量值E_i进行规格化处理后的能量值；其中f_i-1表示按步骤2所得的第i-1个配电网固有特征频率，f_i表示按步骤2所得的第i个配电网固有特征频率；第i个频率段为(f_i-1-1)-(f_i-1)kHz，p+1表示频率段分割总数；

其中，x₁＝floor((f_i-1-1)×2T_c×N)，x₂＝floor((f_i-1)×2T_c×N)，X(m)表示暂态电压响应波形在频率f(m)处的功率，floor()表示返回不大于括号中数值的最大整数值，T_c为采样间隔；

步骤5：建立配电网故障区段定位数据库；

步骤5中所述建立配电网故障区段定位数据库，具体为：

利用电磁暂态仿真软件对配电系统建模与仿真，获得配电网各典型故障位置对应的母线测量点处故障时暂态电压响应波形；

假设配电网有Z_ty个典型故障位置，那么对于第x个典型故障，其一旦发生，变电站母线处同样会检测到故障行波，按照步骤1的采样率和时间窗，采样存储故障暂态波形；

然后按照步骤4方法，计算出第x个典型故障位置对应的p+1个频率段的进行规格化处理后的能量值，分别为E^*_x1、E^*_x2、……、E^*_x(p+1)，则据此对所有Z_ty个典型故障位置发生故障的暂态波形进行分析，形成含各典型故障位置相应各频率段能量值的标准数据库；

步骤6：若发生故障，按步骤4方法对母线处记录的故障暂态波形进行分析，得到多个频率段中各频率段能量值，匹配步骤5中所述配电网故障区段定位数据库，即可进行故障区段定位。

2.根据权利要求1所述的单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位方法，其特征在于，步骤1中所述暂态电压响应波形为U_series，采样间隔为T_c，采样点数为N_c。

3.根据权利要求1所述的单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位方法，其特征在于，步骤2中所述对采集到的暂态电压响应波形进行频谱分析具体为：

其中，NN_C，式中floor()表示返回不大于括号中数值的最大整数值，k取值从1到N/2+1；X(k)表示暂态电压响应波形在频率f(k)处的功率；

根据X(k)可得到该暂态响应波形的频率特性，记为中压配电网固有特征频率，包括：f₁，f₂，f₃……f_P共p个频率，对应p个功率峰值，p取决于中压配电网线路不连续点的个数，所述不连续点为线路分支点、线路末端点、架空与电缆连接点。