[发明专利]一种基于模糊聚类分析的配电网故障线路选线方法

摘要

本发明涉及一种基于模糊聚类分析的配电网故障线路选线方法，依据配电网各出线零序电流有功分量变化量占配电网各出线零序电流有功分量总变化量的比率，通过建立配电网实际运行的仿真模型，利用聚类分析方法确定故障线路。当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，故障特征不明显，改变配电网中性点接地方式，增大故障信号，提高选线准确率。依靠母线电压互感器PT和电流互感器CT，测量电阻投切前后的母线零序电压与出线零序电流，对各线路的出线零序电流有功分量的变化量进行监测，抵消线路电流互感器CT等测量装置带来的误差，有较强抗干扰。

主权项

1.一种基于模糊聚类分析的配电网故障线路选线方法，其特征是：依据配电网各出线零序电流有功分量变化量占配电网各出线零序电流有功分量总变化量的比率，通过建立配电网实际运行的仿真模型，利用聚类分析方法确定故障线路；依据配电网各出线零序电流有功分量变化量占配电网各出线零序电流有功分量总变化量的比率的方法包括以下步骤：1)依据发生单相接地短路故障时监测的母线零序电压与各出线的零序电流n为出线数目，确定配电网各出线零序电流有功分量其中i＝1,2,…,n；2)在中性点的消弧线圈上投切并联电阻，依据并入电阻后配电网母线的零序电压与各出线的零序电流确定各出线并入电阻后的零序电流有功分量其中i＝1,2,…,n；3)依据步骤1)确定的配电网各出线零序电流有功分量与步骤2)确定的各出线并入电阻后的零序电流有功分量的差异ΔI_0ip＝I_0ip'‑I_0ip，确定配电网各出线零序电流有功分量变化量占配电网各出线零序电流有功分量总变化量的比率ΔI_0ip^*＝ΔI_0ip/ΔI_0p×100％，其中i＝1,2,…,n；建立配电网实际运行的仿真模型，利用聚类分析方法确定故障线路的方法是：a)ATP‑EMTP仿真模型建立：依据配电网的线路结构，构建符合实际运行情况的ATP‑EMTP仿真模型；b)建立样本库：通过ATP‑EMTP仿真模型，设置不同线路故障，获取不同故障数据，确定各出线零序电流有功分量变化量的比率，构建样本矩阵库X＝X{X1,X2,...,Xm}，Xk＝(ΔI0k1p,ΔI0k2p,...,ΔI0knp)，即X＝[ΔI0kip]m×n其中，i＝1,2,…,n；k＝1,2,…,m；n为出线数，m为样本总数；c)初始化聚类中心V⁽⁰⁾的确定：根据样本库中不同样本对应的故障类型，将数据库分为n类，每一类对应某一出线故障的样本，将同一类中的样本的特征量加权平均，确定初始聚类中心V⁽⁰⁾，如第一类中有三十个样本x₁,x₂,...,x₃₀，则同理得到聚类中心V⁽⁰⁾＝V{V₁⁽⁰⁾,V₂⁽⁰⁾,...,V_n⁽⁰⁾}；d)计算或更新划分矩阵U^(p)：定义迭代次数初始值p＝0，选择合适的加权指数q，q＞1，通过公式得出划分矩阵U^(p)＝[u_kl]_m×n；e)更新聚类中心V^(p+1)：通过公式得出V^(p+1)；f)若||V(p+1)‑V(p)||＜ε，ε为迭代停止阈值，则算法停止，输出划分矩阵U与聚类中心V，进入步骤g)；若||V(p+1)‑V(p)||>ε，则令p＝p+1并转向步骤d)；g)各出线线路的数据通过公式计算出到各聚类中心距离，比较后找出与之距离最小的聚类中心的线路，确定该线路为故障线路。