[发明专利]柔性直流配电网单极故障选线与区段定位方法及系统

权利要求书

1.柔性直流配电网单极故障选线与区段定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集直流配电线路各区段电流，对采集到的电流数据进行滤波处理；

分别提取故障前后设定时间段内的电流突变量信号，对所述电流突变量信号进行S变换，得到电流突变量信号的复时频S矩阵；

根据线路参数计算电流突变量的特征频率段；由于电流突变量是一种连续频谱信号，信号的低频部分易受负荷电流的影响，高频部分又极易因幅频特性达到谐振峰值而受到线路衰减，因此，为了提高识别方法的灵敏性，需要明确电流突变量的特征频率段；

根据复时频S矩阵，计算电流突变量信号的S变换特征频段STCFB及S变换特征频段STCFB内S变换能量；

根据S变换特征频段STCFB和Pearson相关系数建立直流配电网的故障馈线识别判据，识别出故障馈线；

对于识别出的故障馈线，比较正、负极电流突变量S变换特征频段STCFB的暂态能量和，进行故障极的判断；

根据S变换特征频段STCFB和Pearson相关系数识别故障馈线的故障区段，以完成区段定位；

所述计算电流突变量的S变换特征频段STCFB，具体为：

其中，将电流突变量信号的复时频S矩阵记为S_a[p,q]，q为列向量，表示信号在某一时刻q的幅频特性；p为行向量，表示信号在某一频率p下时域特性；f_max、f_min分别取为特征频段上下限频率值；S[p,q]为特定时刻q输入信号在特定频率p下的S变换元素值；通过计算各个时刻的S[q]即可绘制出S变换特征频段STCFB波形；S[q]是一个数列，表示第q个采样点所对应的S变换特征频段STCFB；

所述计算电流突变量信号的特征频段内S变换能量，具体为：

定义输入信号在特定时刻q在特定频率p下的S变换元素值为S[p,q]，其暂态能量为：

E(p,q)＝abs(S[p,q])

基于采样值原理，对S变换特征频段STCFB内所有采样点的暂态能量求和，得到信号在S变换特征频段STCFB下S变换暂态能量和W：

f_max、f_min分别取为特征频段上下限频率值，N代表数据窗内采样点的总数；

Pearson相关系数具体为：

其中，S₁(q)，S₂(q)分别为馈线正负极线电流突变量信号的S变换特征频段STCFB；

所述根据S变换特征频段STCFB和Pearson相关系数建立直流配电网的故障馈线识别判据，具体为：

假设描述馈线正负极线电流突变量相似程度的Pearson相关系数为ρ_fi，i＝1,2,3,4，则构造故障馈线选择判据如下：

当满足：ρ_fi<k_f时，此馈线为故障馈线；

反之，若：ρ_fi>k_f，则为非故障馈线；

其中，k_f为整定值；

所述比较正、负极电流突变量特征频率段的暂态能量和，进行故障极的判断，具体为：

计算正、负极线路的暂态能量和，分别记为W_pi和W_ni；定义馈线首端测得的W_pi和W_ni的比值为λ_i；

当λ_i>1+k_WH时，判定馈线正极发生故障；

当λ_i<1-k_WL时，判定馈线负极发生故障；

其中，k_WL、k_WH分别表示可靠系数；

所述根据S变换特征频段STCFB和Pearson相关系数识别故障馈线的故障区段，具体为：

定义ρ_l为表征馈线段左右两侧S变换特征频段STCFB的Pearson相关系数；

当区段内故障时：ρ_l>k_l；

当区段外故障时：ρ_l<k_l；

其中，k_l为设定门槛。