[发明专利]一种基于数值微分与经验模态分解的故障线路判别方法

权利要求书

1.一种基于数值微分与经验模态分解的故障线路判别方法，其特征在于：输电线路发生接地故障时，装置立即启动，测量单元测得各线路的零序电流；提取线路故障后4ms时窗内的零序电流数据进行数值微分以剔除采集数据中的直流分量，对微分所得结果进行数值积分，对积分结果进行经验模态分解，提取经验模态分解后的最高频IMF分量，计算IMF分量的判断值R_IMFhn，将R_IMFhn与阈值Th进行比较：若R_IMFhn<Th，则判断为非故障线路，若R_IMFhn≥Th，则判断为故障线路；

具体步骤如下：

(1)当输电线路发生接地故障时，装置立即启动，通过测量单元检测并记录各线路的零序电流；

(2)提取线路故障发生后4ms时窗内的零序电流数据i₀₁、i₀₂、i₀₃、…i_0N，N为总线路条数；

(3)利用下式对提取的零序电流进行数值微分，数值微分公式如下

式中：f(x)为一提取的零序电流数据，h为微分的步长，f'(x)为一阶导函数，f”(x)为二阶导函数，ξ为x₀与x₁之间的任意值；

(4)对所求f'(x)进行数值积分，除去零序电流中直流分量，数值积分公式如下

式中：a，b为积分区域，g(x)为近似函数，x_i为离散采样点；

(5)提取积分后的最高频分量IMF，通过下式计算：

对m_i用滑动平均法进行平滑处理得到m_ii(t)；把迭代过程中产生的所有包络估计函数相乘便可以得到包络信号；

将包络信号a₁(t)和纯调频信号s_1n(t)相乘便可以得到原始信号的IMF分量中的最高频成分IMFh(x_i)；

(6)提取IMFh(x_i)，通过下式计算判断值R_IMFhn：

式中，IMFh(x_i)是EMD分解后最高频分量，m为总采样点个数；

(7)通过大量仿真，设置阈值Th＝3，根据下面的判据进行故障线路和健全线路的判别：

若R_IMFhn<Th，则该线路为健全线路，

若R_IMFhn≥Th，则该线路为故障线路。