[发明专利]利用粗集理论分类的补偿接地电网自适应选线方法

说明书

本发明公开了一种利用粗集理论分类的补偿接地电网自适应选线方法，主要包括以下步骤：步骤1.利用故障后一个周期的暂态零序电流计算暂态因子；步骤2.计算故障后半个周期的暂态零序电流频带能量因子；步骤3.用粗集理论将暂态因子和频带能量因子融合，生成决策规则，将单相接地故障分为强、中、弱三类；步骤4.根据不同的故障类型自适应地选择对应的选线方法。该方法相较于单判据的选线方法而言，其适用性更强，准确率更高；相较于多判据融合的选线方法而言，不仅减少了不必要的融合，使得数据处理量大大减小，而且又能保证选线的准确性。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护中的故障选线方法领域，涉及补偿接地电网自适应选线方法，特别是一种利用粗集理论分类的补偿接地电网自适应选线方法。

背景技术

在我国6~66kV的配电网中，中性点主要采用非有效接地方式，即中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式。而随着经济的发展，使得系统容量不断增大，馈出线数目不断增加，导致发生单相接地故障时的接地电容电流也越来越大。为了遏制接地电流，配电网中，中性点经消弧线圈接地方式越来越受到青睐。中性点经消弧线圈接地电网也被称为补偿接地电网。

补偿接地电网中，单相接地故障时，由于接地电流较小且三相线电压仍保持对称，因此仍可运行1~2小时。但是，单相接地故障后，非故障相电压会升高为线电压，从而对线路的绝缘产生了较大的威胁。若不能及时找出故障线路，会引发相间短路或多点故障，产生更大的危害。因此，及时准确地选出故障线路对于系统的安全是非常必要的。

现有技术中，主要分为单判据选线方法和多判据融合选线方法。单判据选线方法的适用范围有限，如基于稳态量的选线方法适用于暂态信息弱的故障情况，基于暂态量的选线方法对于暂态信息强的故障情况准确性较强；多判据融合的选线方法，诸如：神经网络、支持向量机等融合方法，在一定程度上解决了单判据适用性有限的问题，但同时出现了数据处理量大、信息冗余及需要大量训练样本的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种利用粗集理论分类的补偿接地电网的自适应选线方法，利用粗集理论将频带能量因子和暂态因子融合将故障分为强、中、弱三种接地故障类型。然后，根据不同的故障类型选择不同的选线方法。

本发明是采取以下技术方案实现的，一种利用粗集理论分类的补偿接地电网的自适应选线方法，包括如下步骤：

1）监测零序电压的大小判断是否发生单相接地故障；

2）发生单相接地故障时采集各线路零序电流；

3）计算各线路零序电流暂态分量；

4）计算本次单相接地故障的暂态因子；

5）计算本次单相接地故障的频带能量因子；

6）用粗集理论融合步骤4）的暂态因子和步骤5）的频带能量因子，形成决策规则，从而将故障分为强、中、弱三种类型；

7）根据确定的故障类型，选择处理方法；对于强故障类型，由于暂态信息较为丰富，选择暂态能量法；对于弱故障类型，由于暂态信息较弱，不易提取暂态特征量，则选择稳态方法—有功分量法；对于中等故障类型，则用证据理论将两种选线方法进行融合；从而确定故障线路。

步骤1）中监测零序电压的大小，当零序电压大于整定值时认为系统发生单相接地故障;

步骤2）~步骤5）中，采集各线路故障后一个周期的零序电流，分别计算各线路前半个周期和后半个周期的零序电流绝对值之和，用S₁(k)表示第k条线路前半个周期的零序电流绝对值之和，用S₂(k)表示第k条线路后半个周期的零序电流绝对值之和；选取各线路零序电流前半个周期零序电流绝对值之和最大值和后半个周期零序电流绝对值之和最大值，定义暂态因子a_z：