[发明专利]一种单相接地故障选线方法及装置

权利要求书

1.一种单相接地故障选线方法，其特征在于：包括如下步骤：

零序电压突变时，分别采集M条线路突变后半个周期的暂态零序电流；

通过动态时间弯曲距离算法获取幅值互相关系数矩阵G，幅值互相关系数矩阵G的每个元素分别为两不同线路的暂态零序电流之间的幅值互相关系数，其中，动态时间弯曲算法具有弯曲窗口和坡度限制；

采用“±1”表征暂态零序电流正负极性，生成各线路暂态零序电流极性系数矩阵C，并根据各线路的极性系数矩阵C得到极性互相关系数矩阵H，极性互相关系数矩阵H的每个元素分别为两不同线路的暂态零序电流之间的极性互相关系数；

将幅值互相关系数矩阵G和极性互相关系数矩阵H合并得到综合互相关系数矩阵Q；

将综合互相关系数矩阵Q作为模糊C均值聚类的输入，模糊C均值聚类将所有线路的暂态零序电流分为两类，根据各线路所属类别选出故障线路。

2.根据权利要求1所述的一种单相接地故障选线方法，其特征在于：所述幅值互相关系数矩阵G通过以下步骤得到：

对于长度分别为m和n的时间序列X＝{x₁,x₂,…x_m}和Z＝{z₁,z₂,…z_l}，设序列X和序列Z的有效弯曲路径为P＝{p₁,…p_s,…p_k}，其中p_s＝(i_s,j_s)，表示序列X第i_s个点与序列Z第j_s个点相对应，可得序列X和序列Z所有对应点的距离矩阵D，i_s＝1,2,…m，j_s＝1,2,…l；

路径P需满足弯曲窗口和坡度限制，其中，弯曲窗口为|i_s-j_s|≤r，r为常数；坡度限制为路径P沿横轴或者纵轴方向连续行走的步数不能超过q步，若超过q步且第q步为D(i_s,j_s)，则q+1步必须为D(i_s+1,j_s+1)，q＜r；

满足所述弯曲窗口和坡度限制的路径P有多条，所有路径P组成路径空间W，其中最短的路径即为序列X和序列Z之间的动态时间弯曲距离

对于M条线路，设Y表示某条线路的暂态零序电流时间序列，则幅值互相关系数矩阵其中，g_ij即为第i条线路与第j条线路的暂态零序电流时间序列的动态时间弯曲距离D_TW(Y_i,Y_j)，i＝1,2,…M，j＝1,2,…M。

3.根据权利要求2所述的一种单相接地故障选线方法，其特征在于：所述极性系数互相关系数矩阵H通过以下步骤得到：

设Y＝{y₁,y₂,…y_n}表示某条线路的暂态零序电流时间序列，极性系数矩阵C＝[c₁,c₂,…c_n]，其中，

极性互相关系数矩阵其中，C_i、C_j分别为第i、j条线路的极性系数矩阵。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种单相接地故障选线方法，其特征在于：得到幅值互相关系数矩阵G和极性互相关系数矩阵H后，分别利用公式对幅值互相关系数矩阵G和极性互相关系数矩阵H进行归一化处理，得到幅值互相关系数矩阵和极性互相关系数矩阵归一化后的两矩阵中的元素被限制在[0,1]，其中，为归一化后的矩阵中的元素，为归一化之前的矩阵中的元素，max(.)、min(.)分别为求最大值和最小值。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种单相接地故障选线方法，其特征在于：判断零序电压突变包括如下步骤：

对零序电压信号进行db4小波分解，将分解得到的d3细节系数进行单支重构，当单支重构信号中某采样点的模极大值大于或者等于0.1，则判定零序电压信号发生突变。