[发明专利]一种基于原子分解算法的配电网内部过电压的识别方法

说明书

本发明涉及一种基于原子分解算法的配电网内部过电压的识别方法，首先获取配电网系统发生过电压事故时，配电网母线处前0.5至故障后8个周波的三相电压波形；并将三相电压波形划分为共4个时段；T0、T1、T2和T3；计算T0时段的零序电压有效值；采用基于帝国殖民竞争优化的原子分解算法对T1、T2和T3时段的三相电压波形进行原子分解，获得有效原子参数，基于此参数，判断电压类型。本发明利用原子分解算法对配电网内部过电压进行辨识，区分不同的过电压类型。仅通过时域分析和原子分解算法进行特征提取，由于特征量最高维数仅为1，无需分类器，只利用阈值对过电压信号进行识别。经仿真及物理仿真实验验证，所提方法识别准确高，抗噪能力强。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种基于原子分解算法的配电网内部过电压的识别方法。

背景技术

内部过电压包含暂时过电压和操作过电压。当涉及到整个内部过电压，及含有波形特征主要为暂态分量的操作过电压时，单一的时频分析方法难以表达其特征信息，常常加入多种方法进行特征提取，这大大增加了方法的复杂度。同时，基于常用时频分析方法的识别算法，如：小波变换、S变换、希尔伯特-黄变换(HHT)等，在对信号进行表达时，往往不够简洁，需用维数较高的特征量才能完整描述暂态分量的特点，因此还需借助分类器才能完成识别。虽然上述方法取得了极高的识别率，但分类器的加入大大增加了算法复杂度，且其识别效果还易受到样本数量和质量的影响。

原子分解算法不同于傅里叶变换、小波变换等试图用固定基函数表达信号的分析方法，其从信号的固有性质出发，在过完备的原子库中自适应选择最匹配原子实现信号表达，结果简洁、灵活，且具有明确物理意义。

配电网具有结构复杂、设备多、绝缘水平低等特点，含有缺陷的设备在过电压作用下可能造成绝缘击穿，最终可能造成巨大的经济损失及人身危害。因此，准确识别出过电压类型，将给配电网过电压的预防、抑制和事故处理提供信息指导，对于电力系统安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于原子分解算法的配电网内部过电压的识别方法，无需分类器，只利用阈值对过电压信号进行识别，且具有较强的适应性和较低的复杂度。

本发明采用以下方案实现：一种基于原子分解算法的配电网内部过电压的识别方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取配电网系统发生过电压事故时，配电网母线处前0.5至故障后8个周波的三相电压波形；

步骤S2：将步骤S1中三相电压波形划分为T0～T3，共4个时段；T0时段为过电压发生后1个周波至5个周波；T1时段为过电压发生前后各0.5个周波；T2时段为过电压发生后5个周波；T3时段为过电压发生后5个周波至8个周波；

步骤S3：依据式(1)计算T0时段的零序电压有效值U_0·RMS，若小于阈值δ₁，进入步骤S4；否则进入步骤S5；

式中：U_A(n)、U_B(n)、U_C(n)表示三相电压的电压采样序列；U₀(n)为零序电压的采样序列；N为4个周波的采样点数；δ₁取2.0kV；

步骤S4：采用基于帝国殖民竞争优化的原子分解算法对T1时段的三相电压波形进行原子分解，并判断A、B、C三相电压波形中是否有两相波形存在频率满足大于2000，且其持续时间T大于5ms的原子，若是，则判为合闸空载线路过电压；否则，判断是否有两相波形存在频率满足小于等于2000且其持续时间T小于等于5ms的原子，若是，则为合闸空载线路过电压，否则判为其他类型操作过电压；输出结果，结束辨识；