[发明专利]一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法

权利要求书

1.一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法，其特征在于：首先利用零序电压的突变能量作为单相接地故障辨识的功能性启动；然后结合零序电压的突变能量以及开关状态信息变化情况判定是否发生单相接地故障；最后采用最大熵估计功率谱来进一步区分开关动作和单相接地故障；

具体步骤为：

Step1：利用零序电压的突变能量作为功能性启动的判据，定义零序电压的突变能量E(k)为：

式中，N表示瞬时采样点，M表示一定时窗内的采样点，其中N≥M；

Step2：基于零序电压的突变能量E(k)和开关状态信息的单相接地故障辨识步骤为：

(1)判断零序电压的突变能量E(k)是否超过设定阈值，若超过阈值，则启动单相接地故障的辨识环节；若未超过设定阈值，则表明配电网络未发生单相接地故障，故障辨识环节不启动；

(2)若零序电压突变能量超过设定阈值，单相接地故障的辨识环节启动，则对配电网络的开关状态进行检测，“1”表示开关断开，“0”表示开关闭合；如果没有与零序电压突变能量相对应的开关动作，则判定为单相接地故障；如果出现与零序电压突变能量相对应的开关动作，则转入下一步对零序电流功率谱进行分析，根据功率谱主频率的成分判定是否发生单相接地故障；

Step3：采用最大熵估计功率谱来进一步区分开关动作和单相接地故障步骤为：

(1)如果出现与零序电压突变能量相对应的开关动作，则截取相关时间段内的零序电流作最大熵估计功率谱分析，设该时间段内的零序电流信号为x_n(m)，FFT变换为X_n(k)，k表示第k条谱线，该信号的短时能量为：

某一谱线k的能量谱为：

Y＝X_n(k)X^*_n(k) (3)

(2)通过功率谱估计并对零序电流作0-1归一化处理，每个频率分量的归一化谱概率密度函数为：

该零序电流信号的短时谱熵为：

求得的熵值H与自相关函数R_x有如下关系：

用熵率h作为信息的度量如下所示：

其中，m为零序电流信号的第m个子带数；

则功率谱密度S_x(f)和熵率存在着如下关系：

其中，离散的时间序列频率为[-f_c,f_c]；

则离散的时间序列的相关函数为：

当满足条件时计算出熵谱密度估计值；

(3)采用最大熵估计功率谱来区分配电网单相接地故障和开关动作，并对功率谱作0-1归一化处理，将功率谱中幅值为1所对应的频率称为主频率；当功率谱主频率小于100Hz，判定配电网络出现单相接地故障，否则判定为配电网络开关动作。