[发明专利]采用小波变换能量进行配电网单相高阻接地阻抗计算的方法

说明书

本发明公开了一种采用小波变换能量进行配电网单相高阻接地阻抗计算的方法，包括以下步骤：1）建立阻抗预测样本数据库；2）训练单相高阻故障阻抗预测回归模型；3）在线路首端测量M个周期的三相电流电压时域波形，对时域波形进行离线小波分解，计算每个工频周期内小波系数能量值，将M个周期的三相电流电压小波系数的能量，代入回归模型预测故障阻抗值，计算故障阻抗值。本发明所提出的方法能够依据多个连续周期内的小波系数能量变化趋势自动进行故障判断，且经模拟验证后，故障点阻抗计算值与真实值的误差小于0.42%。

技术领域

本发明涉及采用小波变换能量进行配电网单相高阻接地阻抗计算的方法，属于配电网线路故障定位技术领域。

背景技术

典型的配电网络由几个馈线组成一些横向分支。由于复杂的拓扑结构该系统难以定位发生的故障在网络中。因此，一个可靠和准确的方法对于识别故障阻抗并判断位置至关重要，特别发生高阻故障时。配网故障的原因很多，例如，架空线路的常见原因是雷击、树枝触碰及动物侵犯等。在地下网络中，故障通常归因于电缆绝缘劣化和水树现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，针对上述问题，本发明提出了一种采用小波变换能量进行配电网单相高阻接地阻抗计算的方法，多个连续周期小波包系数能量的变化能够反映高阻故障的发生，建立了阻抗预测样本数据库，利用三相电流电压小波系数能量建立了阻抗预测回归模型，能够自动评估高阻接地是否发生并计算阻抗值。

为解决上述技术问题，本发明的一种采用小波变换能量进行配电网单相高阻接地阻抗计算的方法，包括以下步骤：

1)建立阻抗预测样本数据库DB_impedance；

2)训练单相高阻故障阻抗预测回归模型；

3)在线路首端测量k个周期的三相电流电压时域波形，对时域波形进行离线小波分解，计算每个工频周期内小波系数能量值，将k个周期的三相电流电压小波系数的能量，代入回归模型预测故障阻抗值。

作为优选，步骤1)中具体实现方法如下：

S1、在线路上等距离选择节点Node_i(i＝1,2,3，……,n)，在每一个节点处模拟不同的高阻故障，阻抗值为Z_n，n＝1,2,……,7，阻抗值从集合{40，50，60，70，80，90，100}中选择；

S2、在节点i处模拟故障Z_n，在线路首端测量故障发生前后k个周期的三相电流I_iz和电压信号U_iz的时域波形，对电压和电流波形进行二层小波包分解，母小波为Db4，得到低频段小波包系数I_DWT和U_DWT；

S3、分别计算k个周期的三相电流小波系数能量ENI_k,Zn和电压小波系数能量ENU_k,Zn，公式如下:

式中k为第k个工频周期，i为第k个工频周期对应的小波系数，m为第k个周期小波系数的个数，Zn为高阻故障对应的阻抗值；

S4、重复步骤S3，得到所有节点处不同阻抗值下的首端三相电流和电压小波能量系数和对应的阻抗值，得到阻抗预测样本数据库DB_impedance。

优选地，步骤2)中具体实现方法如下：

S1、建立样本空间X，其中第i条样本数据的格式如下所示：