[发明专利]一种基于角度相似度的配电网故障选线方法及系统

权利要求书

1.一种基于角度相似度的配电网故障选线方法，其特征在于，包括：

历史样本向量采集：采集正常运行状态和故障状态下配电网的历史样本特征向量，并对历史样本特征向量进行归一化处理；

所述历史样本特征向量至少包含s个配电网的特征指标；

获取故障和非故障聚类中心：通过模糊聚类算法对历史样本特征向量进行分类，得到故障聚类中心和非故障聚类中心；

监测配电网零序电压值：当配电网系统零序电压超过预设的阀值时，采集被保护馈线的实时特征向量；

其中，为系统相电压值；

角度相似度计算：计算实时特征向量与故障聚类中心、非故障聚类中心的角度相似度δ_g1、δ_g2；

故障线判断：若δ_g1＞δ_g2，则被保护馈线发生故障，否则，则被保护馈线未发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算实时特征向量与故障聚类中心、非故障聚类中心的角度相似度δ_g1、δ_g2的计算公式如下：

其中，cosθ_g1表示实时特征向量与故障类中心的夹角余弦；cosθ_g2表示实时特征向量与非故障类中心的夹角余弦。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时特征向量与第i类聚类中心之间的夹角余弦计算公式如下：

其中，x_gb表示实时特征向量中的第b个特征，c_ib表示第i类聚类中心的第b个特征；s表示特征向量包含的特征数量；当i＝1时，表示故障，当i＝2时，表示非故障。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取故障和非故障聚类中心的具体过程如下：

首先，对故障聚类中心和非故障聚类中心进行随机初始化；

然后，利用以下公式计算归一化处理后的历史样本向量从属于某种聚类中心所属聚类类型的隶属度；

其中，i的取值为1或2，c₁为故障聚类中心，c₂为非故障聚类中心；μ_ik表示归一化处理后的历史样本向量x_k从属于第i种聚类类型的隶属度，约束条件为n表示历史样本向量的个数；

接着，利用历史样本向量的隶属度更新聚类中心；

最后，判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，或者所有历史样本向量的隶属度是否均小于迭代停止阀值，当任一条件满足时，则将当前得到故障与非故障聚类中心，作为最终的聚类中心值，否则，重新计算历史样本向量的隶属度，更新聚类中心；

其中，迭代停止阈值取值范围为(0,0.001)，最大迭代次数设置为50。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，对历史样本特征向量进行归一化处理是指按照以下公式计算：

其中，n表示历史样本特征向量数量；x′_kj和x_kj分别表示归一化处理前和处理后第k个历史样本向量的第j个特征指标。

6.一种基于角度相似度的配电网故障选线系统，其特征在于，包括：

历史样本向量采集模块：用于采集正常运行状态和故障状态下配电网的历史样本特征向量，并对历史样本特征向量进行归一化处理；

所述历史样本特征向量至少包含s个配电网的特征指标；

获取故障和非故障聚类中心模块：用于通过模糊聚类算法对历史样本特征向量进行分类，得到故障聚类中心和非故障聚类中心；

监测配电网零序电压值模块：当配电网系统零序电压超过预设的阀值时，采集被保护馈线的实时特征；

角度相似度计算模块：用于计算实时特征向量与故障聚类中心、非故障聚类中心的角度相似度δ_g1、δ_g2；

故障线判断模块：若δ_g1＞δ_g2，则被保护馈线发生故障，否则，则被保护馈线未发生故障。