[发明专利]一种电力系统故障检测方法

权利要求书

1.一种电力系统故障检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)根据电力系统拓扑结构布放PMU，形成电力系统同步测量装置；

(2)应用步骤(1)中的测量装置接收电力系统电压数据；

(3)对接收的电压数据进行预处理；

(4)应用预处理后的数据构造数据接收矩阵；

(5)应用欧氏距离计算中心化矩阵，对该中心化矩阵进行奇异值分解，获得切向坐标矩阵；

(6)基于步骤(5)中的切向坐标矩阵获得Hessian估计矩阵，构造二次型，获得嵌入坐标；

(7)应用最小二乘回归计算实时检测样本的嵌入坐标；

(8)基于步骤(7)中嵌入坐标计算检验统计量，对比该统计量与理论门限的大小实时故障检测。

2.根据权利要求1所述一种电力系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤(4)构造数据接收矩阵，其具体构造方法为每一个PMU接收的数据构成接收矩阵的列，每一时刻的采样数据构成接收矩阵的行，假设PMU个数为M，对M路PMU数据进行N次采样，第i(i＝0,...,M)个PMU接收到的电压采样数据表示为其中上标T为矩阵的转置，则接收数据矩阵为Y_M×N:＝[y⁽¹⁾,.y⁽²⁾,..,y^(N-1),y^(N)]。

3.根据权利要求2所述一种电力系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤(5)应用欧氏距离计算中心化矩阵，对该中心化矩阵进行奇异值分解，获得切向坐标矩阵，其具体过程是对于每一个观测样本点y⁽ⁱ⁾,i＝1,2,…,N，应用欧氏距离计算其k个近邻zⁱ，以此为基础构建中心化的矩阵Wⁱ为：

其中k为近邻个数，为第i个观测样本y⁽ⁱ⁾,i＝1,2,…,N的第k个近邻，R^k×N为实数域的k行、N列矩阵；

对Wⁱ进行奇异值分解为：

Wⁱ＝UDV

其中U为左奇异特征矢量矩阵，V为右奇异特征矢量矩阵，D为奇异值矩阵；

选择左奇异特征矢量矩阵U的前d列构建切向坐标矩阵以此为基础构建切向坐标矩阵X为：

X＝[1 Uⁱ Uⁱ(:,a).×Uⁱ(:,b)_{1≤a≤b≤d}]∈R^{k×(1+d+d(d+1)/2)}

其中×为向量的矢量积运算，a和b为1和d之间的常数。

4.根据权利要求3所述一种电力系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤(6)中基于切向坐标矩阵获得Hessian估计矩阵H，构造二次型获得嵌入坐标，其过程是Hessian估计矩阵H为：

H＝(X(:,d+2:1+d+d(d+1)/2))^T

构建二次型其第(i,j)个元素表示为：

i,j＝1,2,…,N

对二次型进行特征值分解，将其特征值升序排列，可以获得相应的嵌入坐标S为：

其中为的第i个特征矢量，以及：