[发明专利]一种基于相关系数测度判据的配电网接地故障选线方法

权利要求书

1.一种基于相关系数测度判据的配电网接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，从配电网馈线历史运行状态记录中，提取故障状态以及非故障状态下表征馈线运行状态的历史数据样本，并形成历史特征样本集；

步骤2，采集配电网馈线的实时数据，形成待测馈线状态样本；

步骤3，将待测馈线状态样本与历史特征样本集基于极差标准化方法统一进行规格化处理，并将处理后的历史特征样本集中的每个样本均视为多维空间中的一个点；

步骤4，通过K-means聚类算法将所有的历史数据样本划分为两类，分别随机选取这两类聚类中心，然后分别计算所有历史数据样本与两个聚类中心的空间欧氏距离并进行比较，将与两个聚类中心中距离较近的历史数据样本归为相应聚类中心所属的类，得到两个新的类；

步骤5，分别计算两个类的平均值来代替原聚类中心，并重新根据欧氏距离进行聚类，然后计算所有历史数据样本到其所在类的聚类中心的准则函数值，如果准则函数值无变化则结束聚类，否则重新执行步骤5，最终得到历史特征样本集的故障聚类中心和非故障聚类中心；

步骤6，求取待测馈线状态样本与故障聚类中心向量和非故障聚类中心向量之间的相关系数，通过数学变换，构成相关系数故障测度μ_g1和相关系数非故障测度μ_g2，若μ_g1＞μ_g2，则判断被保护馈线发生接地故障；否则，判断被保护馈线未发生接地故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，形成历史特征样本集包括以下步骤：

以第k个运行情况下测量的s个馈线状态特征量构成历史数据样本X′_k：

X′_k＝[x′_k1,x′_k2,…,x′_ks]

其中，x′_ks为提取的s个馈线状态特征量具体值；

则在配电网馈线故障状态下和非故障状态下提取n个历史数据样本，所组成的历史特征样本集为X′＝{X′₁,X′₂,…,X′_n}^T，其中T为转置符号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，将待测馈线状态样本与历史特征样本集基于极差标准化方法统一进行规格化处理包括以下步骤：

其中，x′_kj为规格化处理前的样本数据，x_kj为规格化处理后的样本数据，k为样本的编号，m为待测样本与历史数据样本个数的总和；为第j个历史特征量的样本均值；Q(x′_j)为第j个历史特征量的极差；s为一个样本中馈线状态量的个数。

规格化预处理后，第k个样本表示为：

X_k＝[x_k1,x_k2,…,x_ks]

包含n个历史数据样本的特征指标矩阵表示为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中，通过K-means聚类算法将所有的历史数据样本划分为两类的步骤为：

以空间中的任意两个点作为质心，然后分别计算其他点到这两个质心的欧氏距离并进行比较，将与两个质心中距离较近的点归为相应质心所属的类，完成后再分别计算两个类的平均值，以平均值来作为新的聚类质心，并重新基于欧氏距离进行分类后计算平均值，直至平均值不再发生变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中，计算当前n个历史数据样本与聚类中心的空间欧氏距离包括以下步骤：

对于给定的历史特征样本集X＝{X₁,X₂,…,X_n}^T，样本X_i与样本X_j的欧氏距离计算公式如下：