[发明专利]一种基于多测点正序电压最优匹配的电压暂降源定位方法

权利要求书

1.一种基于多测点正序电压最优匹配的电压暂降源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：提取系统信息，由正序节点阻抗矩阵构造故障点的特征模式，其具体为，故障后监测点M的正序电压如下式所示：

其中，为故障前监测点M的正序电压，为监测点M与故障点F之间的正序传递阻抗，是故障点F的短路电流正序分量；

监测点M与故障点F之间的正序传递阻抗可由正序节点阻抗矩阵计算得到，如下式所示：

其中，为监测点M与节点C之间的正序互阻抗，为监测点M与节点D之间的正序互阻抗，λ为故障点F到线路首节点的归一化距离,节点C和D分别为故障点F所在线路的首节点和末节点；

监测点M的正序电压变化量为：

按以上方法求得所有监测点的正序电压变化量，将所有监测点的正序电压变化量构成正序电压变化量序列；

将所述正序电压变化量序列按下式进行标准化处理：

其中，X为正序电压变化量序列，E(X)为正序电压变化量序列X的平均值，D(X)为正序电压变化量序列X的方差；

将标准化后的正序电压变化量序列定义为故障点F的特征模式P(i,λ):

P(i,λ)＝[V₁,V₂,…V_m,…V_N]^T

其中，i为线路编号，λ为故障点F到线路首节点的归一化距离，V_m为标准化后的第m个节点正序电压变化量，且1≤m≤N，m，N为正整数；

步骤S2:将发生未知故障时的节点正序电压变化量检测值进行标准化处理，构成的序列定义为待识别模式F：

其中，为标准化处理后的第m个节点的正序电压变化量检测值，且1≤m≤N，m，N为正整数；

步骤S3:建立典型模式群G：选择在各线路中点设置故障，离线计算其特征模式如下式所示，构成典型模式群G：

G＝[P₁,P₂,…,P_j,…,P_L]

其中，P_j为第j条线路中点故障时的特征模式，j＝1,2,…,L，L为系统的线路总数；

步骤S4:提取初始故障线路集：计算待识别模式F与典型模式群G中各典型模式的模式相似度：

S_j＝S(F,P_j)

采用自适应聚类算法对S_j进行聚类，选择S_j最大值所在类的典型模式，将其对应的线路选入初选故障线路集J；

步骤S5:建立最优估计模型：在所述初选故障线路集J中，以相似度最大为优化目标，以线路编号和故障距离为优化变量，求解故障定位的最优估计模型，用数学函数表述如下：

max S(P_k(λ),F):0≤λ≤1

其中，P_k(λ)为第k条线路上到线路首节点的归一化距离λ处的特征模式，k为初选故障线路集J中的线路编号；

步骤S6:求解最优估计模型定位故障点：模型优化求解得到J中各线路k的最大相似度和最优故障距离将按从大到小排序，将中最大值所对应的线路判定为故障线路T，其相应的最优故障距离判定为故障位置p：

其中，为故障线路T对应的最优故障距离。

2.根据权利要求1所述的基于多测点正序电压最优匹配的电压暂降源定位方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S3中的故障为任意类型的短路故障。

3.根据权利要求1所述的基于多测点正序电压最优匹配的电压暂降源定位方法，其特征在于：所述步骤S4中模式相似度的建立方法如下：

设两个模式分别为X和Y，则其欧式距离d为：

其中，x_m为模式X中标准化后的第m个测点正序电压变化量，y_m为模式Y中标准化后的第m个测点正序电压变化量，N为模式的长度即测点的数目；

建立欧式距离相似度为：

建立Spearman距离相似度为：

其中，x′_m、y′_m为x_m、y_m的秩次，R_m＝x′_m-y′_m为秩次差；

建立模式相似度为：

S(X,Y)＝S_eu·S_sp

其中，S(X,Y)为模式X和Y的模式相似度。