[发明专利]一种基于特征频带收敛性闵氏距离的配电网故障选线方法

说明书

本发明涉及一种基于特征频带收敛性闵氏距离的配电网故障选线方法，属于电力系统继电保护技术领域。当配电网发生单相接地故障时，采集各馈线的零序电流数据，在短时窗内对零序电流采用小波变换计算出各馈线在各尺度下的总能量，根据能量和最大原则确定特征频带，计算各馈线间特征频带的收敛性闵氏距离，形成特征频带的故障距离矩阵，利用特征频带的故障距离矩阵计算出各馈线之间的综合故障距离，根据馈线间的综合故障距离得到各馈线发生单相接地故障的相对概率，根据发生故障相对概率的大小进行故障选线。理论分析和大量仿真表明本发明效果良好。

技术领域

本发明涉及一种基于特征频带收敛性闵氏距离的配电网故障选线方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

配电网小电流接地系统发生单相接地故障时会使非故障相对地电压升高，电压升高对配电网的绝缘产生破坏，进而发展为相间或多点接地故障，引起系统过电压，因此必须准确、快速找到故障线路并及时使故障线路与系统隔离。为找到故障线路，传统的方法有以下几种：(1)人工拉路，人工逐个线路拉闸以确定故障线路，该方法会造成正常供电线路瞬时停电，降低供电的可靠性；(2)利用信号注入确定故障线路，需要增加额外的设备装置，增加成本；(3)利用行波确定线路，但对于缆线混合线路，因线路参数不同，在二者接点处，行波会发生衰减甚至被淹没，无法判断故障线路。且目前配电网单相接地故障选线的研究对象模型都是直配线路，并无分支，但配电网多含有分支线路。若在自动重合闸后，还无法排除故障，停电时间将会延长，产生的操作过电压和谐振过电压会对配电网络造成冲击影响，因此准确、可靠的选出故障馈线极为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对配电网发生单相接地故障选线现有的技术问题，本发明提供一种原理简单、各种故障情况下均能正确选线的基于特征频带收敛性闵氏距离的配电网故障选线方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于特征频带收敛性闵氏距离的配电网故障选线方法，包括如下步骤：当配电网发生单相接地故障时，采集各馈线的零序电流数据，在短时窗内对零序电流采用小波变换计算出各馈线在各个频带下的总能量，根据能量和最大原则确定特征频带，计算各馈线间特征频带的收敛性闵氏距离，形成特征频带的故障距离矩阵，利用特征频带的故障距离矩阵计算出各馈线之间的综合故障距离，根据馈线间的综合故障距离得到各馈线发生单相接地故障的相对概率，根据发生故障相对概率的大小进行故障选线。

具体步骤如下：

(1)母线零序电压瞬时值大于设定阈值时，判断为发生了单相接地故障；

(2)若判定系统发生单相接地故障，采集各馈线零序电流，采用小波对故障零序电流作多分辨率分析，按照式(7)计算分解后各频带信号对应的能量和；

信号x_i(n)在尺度j下的能量和E_ij为

式(7)中，D_j(k)为信号x_i(n)在尺度j下的小波重构系数,k＝1,2,...,n，n为采样点数；

(3)除去工频量所在的频带，能量集中的频带包含了暂态电容电流的特征，根据能量和最大原则来选择特征频带来获取暂态电流的特征，则所有信号在尺度j的总能量E_j为

式(8)中，h表示共有h个信号；

(4)利用式(6)计算馈线间特征频带的收敛性闵氏距离形成特征频带的故障距离矩阵D，