[发明专利]一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法

权利要求书

1.一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，其特征是：所述识别方法具体包括如下步骤：

第一步、基于小波能量熵的过电压特征提取：

首先运用PSCAD仿真软件对配电网1回出线距离母线10km处发生直击雷故障与普通短路故障进行仿真分析，采样频率为1MHz，取故障发生1ms内的暂态过电压经相模变换后的线模分量，利用db4小波进行多分辨率小波分析，分解为7个不同的尺度，对应d1～d8一共8个不同的频带范围；

由于采样信号经过小波分析后的能量与原始信号能量相等，因此，在小波多分辨率分析中定义某一尺度小波变换系数的平方沿时间的积分作为该尺度下信号小波能量的标志，小波能量的表达式为：

式中：E_i为第i尺度内的小波能量和；i为小波分解尺度；d_i(k)为分解后第i尺度下的高频系数；

不同类型的过电压暂态信号具有在每一个频带范围内能量分布特征差异，因此，E_i将更准确的刻画出直击线路故障和一般短路故障信号的内在特征差异，由于该文将暂态过电压信号分解为8个不同尺度的频带信号，其中小波能量谱序列如下：

E＝[E₁,E₂,E₃,E₄,E₅,E₆,E₇,E₈]

式中：E₁为d1频带内的能量和；E₂为d2频带内的能量和；以此类推，E₈为d8频带内的能量和；

第二步、基于多分辨率小波能量熵的故障识别：

利用d1～d7尺度上的小波能量与低频d8尺度上的小波能量之比作为判据对直击雷故障与普通短路故障进行有效识别，具体如下：

当配电线路遭受雷击或发生故障时，母线处的暂态保护装置启动，记录1ms内的过电压波形；

将经相模变换后的线模暂态分量，利用db4小波基函数进行八尺度小波分解，再计算出暂态高频信号在各个尺度频段的小波能量分布；

求取中高频d1～d7尺度上的小波能量与低频d8尺度上的小波能量比的百分数，计算公式如下：

当k＞k_set时，可以判定为直击雷故障：当k＜k_set时，则判定为普通短路故障，其中k_set为直击雷故障判据，k_set整定值为2。

2.根据权利要求1所述的基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，其特征是：所述第一步中直击线路故障时不仅在低频d8尺度上分布的能量很高，而且在高频d1～d6尺度上也有比较高的能量；而普通短路故障的能量基本上全部集中在低频d8尺度上，两相接地短路与三相短路故障在高频d3～d6尺度上有少许能量，其他尺度上的能量分布基本为零。

3.根据权利要求1所述的基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，其特征是：所述暂态高频信号在各个频段的小波能量分布特征差异，由于普通短路故障的小波能量全部集中在低频d8尺度上，而直击雷故障的小波能量除了集中在低频d8尺度，还在中高频尺度上含有比较高的能量。