[发明专利]一种基于形态谱分析和形态学峰谷检测可拓融合的配网故障选线方法

摘要

本发明涉及一种基于形态谱分析和形态学峰谷检测可拓融合的配网故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。谐振接地的配电网发生单相接地故障时，利用形态谱分析的故障选线方法对较小初始相角的故障有很好的选线效果，而利用特征频带内馈线零序电流峰谷检测的故障选线方法则对较大初始相角的故障有较好的选线效果。计算故障初始相角的大小，结合可拓理论，将上述两种选线方法以故障初始相角为权重分配因素进行可拓融合，将关联置信度的符号作为判据实现故障选线。具体算例和大量的仿真实验表明，该方法针对不同的故障线路、故障距离、过渡电阻和故障初始相角具有适用性和可靠性。

主权项

一种基于形态谱分析和形态学峰谷检测可拓融合的配网故障选线方法，其特征在于：谐振接地系统发生单相接地故障后，首先确定单相接地故障的物元三要素，其次是按形态谱分析的选线方法和形态学峰谷检测的选线方法的选线判据确定形态谱和峰谷检测的特征量域，然后在单相接地故障物元模型的基础上分别确定形态谱和峰谷检测特征量域的节域；基于特征量域、故障物元模型、节域和现状物元模型的信息建立关联函数，计算故障初始相角并根据所述初始相角的大小分配权重系数；将关联函数和权重系数的乘积视为关联置信度，将关联置信度的数值符号作为判据实现故障选线；所述配网故障选线方法的具体步骤如下：A：谐振接地系统的配电网发生单相接地故障后，利用形态谱分析技术求解系统各馈线零序电流在正负刻度下的形态谱值之和的比值λ，选出三个最大的λ值依次设为λi、λj、λk，i＝1,2,…n；j＝1,2；B：利用峰谷检测技术求解特征频带内系统各馈线零序电流的峰谷综合特性和首个峰谷的幅值Am，选出三个绝对值最大的Am值依次设为Ami、Amj、Amk；C：确定单相接地故障的物元三要素，建立单相接地故障物元模型和待定故障线路的现状物元模型，建立关联函数；其中确定单相接地故障的物元三要素，具体包括：将单相接地故障的物元三要素确定为I、C和V，V为特征量域，将事物名称I定义为可能发生故障的馈线集合，则I＝{I1,I2,I3,…In}与事物I对应的特征C定义为C＝{C1,C2},n为可能发生故障的馈线的数量，其中特征C1为各馈线零序电流正负刻度下形态谱值和的比值λ，特征C2为特征频带下各馈线零序电流首波头峰谷幅值Am；当故障初始相角较小时，形态谱特征的量域为两个部分：(1)若λi＞λj+λk不成立，则母线故障，形态谱特征的量域Vi11为Vi11＝＜λi+e11λk,λi+f11λj＞(2)若λi＞λj+λk成立，则馈线Li故障，形态谱特征的另一量域Vi12为Vi12＝＜λi+e12λj,λi+f12λj＞当故障初始相角较大时，峰谷检测特征的量域为两个部分：(1)若|Ami|＞|Amj|+|Amk|不成立，则母线故障，峰谷检测特征的量域Vi21为Vi21＝＜|Ami|+e21|Amk|,|Ami|+f21|Amj|＞(2)若|Ami|＞|Amj|+|Amk|成立，则馈线Li故障，峰谷检测特征的量域Vi22为Vi21＝＜|Ami|+e22|Amj|,|Ami|+f22|Amj|＞上述各式中的e11、e12、e21、e22和f11、f12、f21、f22为量域的可拓系数；D：计算故障初始相角、确定权重系数，计算馈线的关联置信度；其中计算故障初始相角，具体包括：故障选线装置启动后，截取启动前2个周期及启动后3个周期母线的零序电压；从装置启动时刻起沿时间轴向前追朔，在母线的零序电压上找到第一个幅值小于0.01UN的采样点，UN为母线的额定电压，将其对应的时刻作为故障发生的时刻tf；以tf为起点，选取母线零序电压一个周期内的采样点，利用其计算初始相角θu0；E：根据关联置信度的符号判断发生故障的线路。