[发明专利]利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法在审
申请号: | 202011418559.8 | 申请日: | 2020-12-07 |
公开(公告)号: | CN112834863A | 公开(公告)日: | 2021-05-25 |
发明(设计)人: | 梁栋;葛松;郭华山;王杨;梁振锋;陈驰 | 申请(专利权)人: | 西安理工大学 |
主分类号: | G01R31/08 | 分类号: | G01R31/08 |
代理公司: | 西安弘理专利事务所 61214 | 代理人: | 戴媛 |
地址: | 710048 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 利用 电力线 通信 中的 阻抗 估计 算法 监测 故障 方法 | ||
1.利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,从单位长度的电阻R、电感L、导纳G和电容C的理论模型中导出参数,采用自底向上的方法对信道进行建模,得到信道模型,通过信道模型获得输入阻抗、信道频率响应;
步骤2,使用机器学习对步骤1获得的输入阻抗进行跟踪预测;
步骤3,基于阻抗估计技术对输入阻抗进行实时监测,通过输入阻抗的变化判断电力线是否发生故障。
2.根据权利要求1所述利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,所述步骤1具体按照以下步骤实施:
步骤1.1,将典型的拓扑网络结构分成n个基本单元,每个所述基本单元的结构为只有主干或者包括主干及若干个分支,对于包括若干个分支的基本单元,将分支等效成支路侧的阻抗且分支与主干并联,则第n个基本单元的输入阻抗为:
式(1)中,γ1(n)表示传播常数,l1(n)表示电力线长度,Zc1(n)表示位置1处的特征线阻抗;
其中,Zp(n)由式(2)获得,即:
其中,Zinl(n)是网络负载侧的阻抗,Zinb(n)是网络分支侧的阻抗;
步骤1.2,根据接收侧和发送侧之间的电压法,计算第n个基本单元的信道频率响应;
步骤1.3,通过重复计算步骤1.2的第n个基本单元的信道频率响应,得到每个基本单元的信道频率响应,从而计算总信道频率响应。
3.根据权利要求2所述利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,所述步骤1.2中第n个基本单元的信道频率响应的表达式为:
式(3)中,Vl(n)为接收端电压,Vin(n)为发射端电压,Vp(n)为分支电压;
其中,由式(4)获得,由式(5)获得,即:
式(4)中ΓL(n)由式(6)获得,即:
式(6)中,ZL(n)为发射机接收端的阻抗;Zc2(n)表示位置2处的特征线阻抗。
式(5)中ΓP(n)由式(7)获得,即:
式(7)中,Zc1(n)表示位置1处的特征线阻抗。
4.根据权利要求2所述利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,所述步骤1.3总信道频率响应的表达式为:
5.根据权利要求1所述利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下步骤实施:
步骤2.1,将步骤1中获得的信道频率响应进行变分模态分解,得到6个固有模态分量;
步骤2.2,使用决策树对步骤2.1获得的固有模态分量中的前三个固有模态分量进行训练,将前三个固有模态分量作为输入,输入阻抗的幅值和相位作为输出,对输入阻抗进行回归预测。
6.根据权利要求1所述利用电力线通信中的阻抗估计算法监测电力线故障的方法,其特征在于,所述步骤3中判断电力线是否发生故障的表达式为:
式(9)中,Zin-faultgc为当发生故障时gc点的输入阻抗;
Zingc为稳态时gc点的输入阻抗;
当Δ的值变化明显,则判断电力线发生故障。
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