[发明专利]一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，其特征是：包括下述步骤：

步骤1.从保护故障信息管理系统RPMS获取故障发生后故障录波器采集的电压、电流录波数据，从PMU量测点获取电压录波数据；

步骤2.基于小波变换及能量谱分析，求取电气量故障可信度表征；

步骤3.将三个可信度作为证据体，采用改进D-S证据理论进行信息融合；

步骤4.对融合结果进行FCM分析；

步骤5.获得最终的电网故障诊断结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，其特征是：所述电气量故障可信度表征包括：能量可信度、奇异可信度、能量畸变可信度。

3.根据权利要求2所述的一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，其特征是：所述能量可信度包括：

对故障信号进行小波变换以及系数重构，设E₁，E₂…E_z，E_z+1为信号在z个尺度上的小波能量分布，小波能量的定义如式(4)：

式(4)中，E₁，E₂…E_z，E_z+1为信号在z个尺度上的小波能量分布，z为小波分解最大尺度，n为离散信号点数，D_j(n)为每次分解下的高频分量；A_z(n)则为尺度z下的低频分量；

信号x(n)的小波总能量如式(5)：

式(5)中，E(x)为信号x(n)的小波总能量，E₁，E₂…E_z，E_z+1为信号在z个尺度上的小波能量分布；

假设发生故障时，第i(i＝1,…,m)个元件的故障信号为x_i(n)，在上节所求故障时刻基础上，求取录波器电流信号故障后一个波形周期的小波总能量；取其三相中的最大值作为所求结果E_i，定义能量可信度Eⁱ＝(e₁,e₂,…,e_m)，其元素表示出了对各线路故障的相对支持程度；

式(6)中，e_i为能量可信度Eⁱ中第i个元素，m为线路总数，E_i为线路i的小波总能量。

4.根据权利要求2所述的一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，其特征是：所述奇异可信度包括：

奇异值分解(Singular Value Decomposition)：任何m×n阶矩阵A的奇异值分解可表示为A＝UΛV^T，其中U和V分别为m×m阶和n×n阶正交矩阵；Λ＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_t)为对角矩阵t＝min(m,n)；其非负的对角元素按降序排列，为A的奇异特征值；

电网发生故障时，录波器采集的故障电压信号与非故障电压信号相比，含有较多的谐波分量，将所得电压信号用db4小波进行3层小波分解，再分别求取三层重构系数，将此三个重构系数构成矩阵，以此反映电压信号的细节信息，对此矩阵进行奇异值分解，设Λ_i＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_t)为系统第i个元件的奇异特征矩阵，令定义奇异可信度Sⁱ＝(s₁,s₂,…,s_n)；其中s_i的获取方式与式(6)类似；对录波器整个电压信号求取奇异可信度，作为一条证据体参与信息融合。