[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

说明书

本发明涉及一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法，属于电力系统继电保护技术领域。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。本发明在采用零序电压突变能量和开关状态信息辨识故障的基础上加入了最大熵估计零序电流功率谱辨识，构成了一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法，可以有效地避免单相接地故障的漏选。

技术领域

本发明涉及一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

配电网拓扑结构复杂，且运行方式多变，线路众多，目前配电网络的单相接地故障检测所利用的信息源大部分都是单一的，要么只利用了电气量，要么只利用了开关的状态量，配电网的故障边界复杂，简单的一维信息难以确定配电网是否真正的发生故障，只有利用多维信息监测，才能保证其判定结果的准确性，这为配电网络的故障检测带来了困难。零序电压的突变能量能灵敏的反映出配电网的单相接地故障，但是负荷、补偿电容器组的投切以及开关的不同期动作等也会引起零序电压的变化，使得零序电压突变能量超过阈值，在采用零序电压突变能量和开关状态信息辨识故障时可能会漏选因为负荷的投切所导致的单相接地故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于多源信息的配电网单相接地故障辨识方法，用于解决配电网在有负荷、补偿电容器组的投切以及开关的不同期动作等因素所造成的单相接地故障辨识困难的问题。

本发明的技术方案是：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。避免在仅采用零序电压突变能量以及开关状态信息变化情况判定时开关动作所导致的单相接地故障被漏选。

2、根据权利要求1所述的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(快速傅里叶变换)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)