[发明专利]基于分维计算和mallat分解的配电网故障选线方法

说明书

技术领域

本发明属于电力领域，尤其涉及一种基于分维计算和mallat分解的配电网故障选线方法。

背景技术

配电网小电流接地系统单相接地故障选线问题仍未得到有效解决。基于信号注入，稳态分量的选线方法被大量的提出，并在实际中应用，但效果并不十分理想。

随着暂态选线理论的发展和完善，该方法逐渐受到关注，暂态信号选线判据不断被提出，某些判据已在实际中有所应用。目前利用暂态分量的选线方法主要是利用小波变换分析故障线路与非故障线路的暂态信号。小波变换可对暂态信号进行分析，其对突变信号较为敏感，但抗干扰能力较弱。在现场复杂噪声情况下有可能造成错误选线。此外，考虑到实际故障情况的复杂性，在高阻接地或电压过零故障时，单一能量选线判据易受噪声干扰的缺点。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种基于分维计算和mallat分解的配电网故障选线方法，该方法将分维理论与mallat分解选线结合的选线判据来加强该判据的适应能力，用于提高选线可靠性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于分维计算和mallat分解的配电网故障选线方法，包括：

步骤一：在配电网发生故障的情况下，获取配电网母线的零序电压及各出线的零序电流；

步骤二：对获取配电网母线的零序电压及各出线零序电流进行多层mallat分解，按照零序电流暂态模极大值从大到小的顺序依次筛选出配电网母线的若干条出线；

步骤三：对零序电压及筛选的出线的零序电流进行提取mallat分解后的若干个暂态频率集中的节点系数；根据小波极大值的极性特征，比较这些节点系数的第一个模极大值的极性，得出一次选线结果；

步骤四：判断一次选线结果是否为配电网母线的一条出线，若是，则该条出现为故障线路选线结束；否则，计算一次选线结果中各出线的零序电流所对应的分形维数，分形维数最大的配电网母线出线确定为故障线路。

所述步骤一中的配电网发生故障的情况，包括高阻接地故障、电压过零故障和中性点经消弧线圈接地故障。

在步骤一中，利用高速数据采集装置采集配电网母线各出线的故障行波信号，进而得到配电网母线各出线的零序电流。

所述步骤二中，当配电网母线的出线大于等于三条时，筛选出零序电流暂态模极大值排在前三的三条线路；当配电网母线的出线小于等于两条时，筛选出该配电网母线所有的出线。

所述步骤二中对获取配电网母线的各出线零序电流进行多层mallat分解的过程中，选用故障点前四分之一个周期和故障后半个周期的零序电流数据为数据窗来进行采样和多层mallat分解。

所述多层mallat分解采用的小波函数为三次B样条小波函数。

在步骤三中，若提取的节点系数的第一个模极大值的极性均相同，则配电网母线发生故障，选线结束。

在步骤三中，比较零序电压及筛选的出线的零序电流的一个相同节点系数的第一个模极大值的极性，得出一个选线结果；至少两个相同的选线结果作为一次选线结果。

所述步骤四中一次选线结果中各出线的零序电流对应的分形维数为短时网格分形维数。

本发明的有益效果为：

(1)本发明为提高选线可靠性，可通过组合判据加强其适应能力，利用高频能量mallat分解进行选线，更能体现故障的特征，再结合分形理论在检测信号波动方面具有优越性，分形理论与mallat分解选线结合的选线判据，提高了选线结果的准确性和可靠性；

(2)本发明利用高速数据采集装置获取配电网母线各出线的故障行波信号，使得获取的故障行波信号的数据更加准确，便于后续的分析，最终保障了故障选线的准确性；

(3)由于选用合适的小波函数进行小波变换，可有效提取故障线路和非故障线路模极大值的不同特征；而且不同的小波函数具有不同的适用范围和应用领域；本发明选择三次B样条小波函数为mallat分解的小波函数，这样在对信号奇异性及突变点的检测上，样条小波相比其它小波更为灵敏，在具有噪声情况下检测信号的奇异性是渐进最优的，最终保障了故障选线的准确性。

附图说明

图1是本发明的基于分维计算和mallat分解的配电网故障选线方法的流程图；

图2是小电流接地系统接线图；

图3是故障行波折反射示意图；

图4是mallat分解树示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：