[发明专利]基于三维灰色绝对关联度的行波识别方法和定位装置

说明书

本发明公开了一种基于三维灰色绝对关联度的行波识别方法，其步骤为：获取实际故障的行波信号，绘制出第一时‑频行波全波形；获取第二时‑频行波全波形；计算第一时‑频行波全波形和第二时‑频行波全波形的三维灰色绝对关联度；根据三维灰色绝对关联度，识别出与第一时‑频行波全波形关联度最高的第二时‑频行波全波形，通过不同故障点行波全波形相似性和差异性的量化分析，实现不同故障点行波全波形的有效识别。本发明还提供基于三维灰色绝对关联度的行波定位装置，包括采集模块、获取模块、关联度计算模块和识别模块，实现了实际故障的精确定位。本发明的方法和装置，不受采样率、过渡电阻等因素限制，为行波定位的实际应用开辟了一种新思路。

技术领域

本发明主要涉及到电力系统继电保护技术领域，涉及一种基于三维灰色绝对关联度的行波识别方法和定位装置。

背景技术

故障行波保护和定位方法在理论上具有较高的定位精度和可靠性，在输电网得到了广泛的应用。故障行波是一个宽频带阶跃信号，它包含时间-频率-幅值-极性等时-频域行波全景信息，可表征网络拓扑结构、故障点位置、故障点参数等在内的丰富故障信息。目前，故障行波保护和定位方法主要分为以下两种：基于频域信息和基于时域信息；基于频域信息的故障行波保护和定位方法仅基于某两个频段行波信号(50～100kHz高频和1～10kHz低频信号)，对于长距离输电线路末端或者对端母线故障，由于高频行波信号衰减严重，极易导致保护误判甚至失败，基于频域信息的故障行波保护和定位方法存在死区；基于时域信息的故障行波保护和定位方法需要准确辨识初始行波波头及其后续折反射波头的极性、幅值或到达时刻，对采样率要求很高，一般取1MHz，甚至更高，当故障初相角较小(接近0°)或高阻故障时，故障行波波头信号微弱，难以准确识别。由此可见，现有技术中的故障行波保护和定位方法易受采样频率、故障初相角、过渡电阻等因素的影响，严重依赖于行波波头的准确识别，实际应用中存在一定的局限性。

发明内容

本发明旨在提出一种基于三维灰色绝对关联度的行波识别方法和定位装置，以解决现有技术中的故障行波保护和定位方案所存在的易受采样频率等因素影响而应用具有局限性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例的第一个方面，提供一种基于三维灰色绝对关联度的行波识别方法，包括步骤：

获取当前实际故障的初始行波到达检测点后预设时长内的行波信号，绘制出当前实际故障对应的第一时-频行波全波形；

获取第二时-频行波全波形全数据；

依次计算所述第一时-频行波全波形和所述第二时-频行波全波形的三维灰色绝对关联度；

根据所述三维灰色绝对关联度，识别出与所述第一时-频行波全波形关联度最高的第二时-频行波全波形。

可选的，获取第二时-频行波全波形全数据，包括预先构建故障波形数据库，从所述故障波形数据库中获取所述第二时-频行波全波形全数据；

预先构建故障波形数据库，包括：

预先收集历史实际故障和/或模拟故障的初始行波信号，绘制出相应的故障行波时-频波形，作为第二时-频行波全波形；

构建所述第二时-频行波全波形的第二时-频能谱矩阵；

将所述第二时-频能谱矩阵作为第二行为矩阵，根据所述第二行为矩阵中的元素计算始边零化算子，得到所述第二行为矩阵的第二始边零化曲面；

构建故障波形数据库，用于存储所述第二时-频行波全波形和所述第二始边零化曲面。

可选的，计算所述第一时-频行波全波形和所述第二时-频行波全波形的三维灰色绝对关联度，包括：

构建所述第一时-频行波全波形的第一时-频能谱矩阵；