[发明专利]一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法

权利要求书

1.一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：依据配电实际，获取符合小波包分解和Huasdorff距离算法要求的暂态电流数据，首先获取从馈线母线端x节点及下一级x+1节点1周波暂态零序电流数据；

步骤2：选取小波基dbn和分解为s层，利用小波包分解工具将两节点数据分解为频带信息；

步骤3：结合第s层2^s-1个频带信息，基于小波包能量最大原则，选取母线端x节点的特征频带，提取特征频带暂态自由分量信息和下一级x+1节点同一频带电流信息即两节点同频带，并作归一化处理；

步骤4：基于获取的归一化后的频带信息，利用Huasdorff距离算法对相邻节点做匹配度优化处理并求得匹配度HS_x→x+1；

步骤5：比较HS_x→x+1和判据阈值HS_set，若HS_x→x+1HS_set，则该区段为故障区段；若HS_x→x+1HS_set，则区段为正常区段；进而判定下一个区段x+1→x+2，循环步骤1至步骤5，直至馈线末端节点。

2.根据权利要求1所述一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法，其特征在于：所述步骤2中，为了消除中性点接地方式不同对故障定位准确度的影响，利用小波包进行频带分解，把步骤1所获取的暂态零序电流分解成不同频段的频带信息；其中小波基选取了dbN和分解层数s；考虑到结果平滑、分解快速、信号能量集中问题，选取N＝10；s＝4。

3.根据权利要求1所述一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法，其特征在于：所述步骤3中，利用了频带能量最大原则来选取2^s-1个频带信息中的特征频带，如式(1)，这种选取原则依托于特征频带信息中包含了故障暂态零序电流主频率信息，其主频率信息的幅值最大，能量值最大，并对x节点特征频带和x+1节点同频带信息做归一化处理；

设j＝1,2,3,…,s；k＝1,2,3,…,2^s；i＝1,2,3,…,N为0.5个周波的采样点数，包含故障后完整的暂态信息；s为小波分解的最大层数；和为第s层第k个频带第x个分段开关的零序电流和能量，x最大值为K；k_max为s层2^s-1个暂态零序电流自由分量频带中能量最大的频带序号；

公式(1)中j＝1,2,3,…,s，k＝1,2,3,…,2^s；i＝1,2,3,…,N；为0.5个周波的采样点数，包含故障后完整的暂态信息；s为小波分解的最大层数；和为第s层第k个频带第x个分段开关的零序电流和能量，x最大值为K；分别为第s层的1,2…2^s-1,2^s频带的能量值；k_max为s层2^s-1个暂态零序电流自由分量频带中能量最大的频带序号。

4.根据权利要求1所述一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法，其特征在于：所述步骤4中，匹配度优化方案采用了一种数据窗平移的办法来消除；

设数据窗单次移动步长为△T＝1/f_s，移动数据宽度为±3ms，总移动步数step最大值为N′＝3×10^-3×f_s，分段开关序号x对应的馈线区段为x→x+1，馈线分段开关个数为X，匹配度HS_x→x+1为：

式(2)中，N为数据窗内0.5个周波采样点，包含故障后完整的暂态信息；N′为可移动步长；分别为节点x和x+1暂态零序电流频带信息归一化序列；

在数据窗长度确定中，为了满足匹配度优化方案，即保证数据窗移动后，Haudorff距离算法的输入数据均能保持相同点数N，因此数据窗需留有裕度2*N′；考虑对时方式的最大误差3ms，f_s＝10kHz，经计算可将其裕度确定为100采样点，数据窗的长度可确定为1个周波，即在N采样点数据的基础上分别向左、向右扩展50个采样点；该数据窗的确定可依据工程实际来调节。

5.根据权利要求1所述一种特征频带下基于Hausdorff的配网区段定位方法，其特征在于：所述步骤4中，构建了阈值整定方法及动作判据：

为保证区段定位的可靠性，利用理想匹配度值HS_T、可靠系数K_rel设定了判据阈值HS_set；其阈值为：

HS_set＝HS_T/K_rel

式中：K_rel取1.15～1.3之间；由于HS_T＝1，不妨取K_rel＝1.2，K_rel根据工程实际设定，再结合上式得HS_set＝0.83；

若HS_x→x+1HS_set，则故障区段为x→x+1，反之，则为正常区段。