[发明专利]一种配网故障定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种配网故障定位方法，包括：获取故障电流的行波信号；对所述行波信号进行凯伦贝尔相模变换处理，生成行波分量；对所述行波分量进行变分模态分解处理，生成IMF分量；获取所述IMF分量中的高频模态分量；根据所述高频模态分量计算Teager能量算子；根据所述Teager能量算子检测故障行波的到达时间；根据所述到达时间计算故障位置。本发明还公开了一种配网故障定位方法系统。采用本发明，将变分模态分解和Teager能量算子相结合以构成单端行波测距方法，可与双端测距互补，同时能准确区分折反射波，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种配网故障定位方法及一种配网故障定位系统。

背景技术

配网单相接地故障精确定位的研究与应用，受中性点接地方式的影响，效果一直不理想。除了故障特征微弱之外，提取故障信号的一些常用方法也有其固有缺陷，具体地：

小波变换的行波检测方法，用于检测行波到达测量点的时刻有很大优势，但是对小波基函数和分解尺度的选取有较高的要求，而且选择合适的小波基函数和分解尺度必须根据具体的信号来分析，否则，行波波头检测的效果不太理想。

希尔伯特-黄变换行波检测方法，在实际应用中有一定的优势，但是其方法理论上存在一定的缺陷，存在着模态混叠现象、过包络和欠包络等问题，因此会在一定程度上影响测距定位的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种配网故障定位方法及系统，可将变分模态分解和Teager能量算子相结合以构成单端行波测距方法，能准确区分折反射波，提高定位精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种配网故障定位方法，包括：获取故障电流的行波信号；对所述行波信号进行凯伦贝尔相模变换处理，生成行波分量；对所述行波分量进行变分模态分解处理，生成IMF分量；获取所述IMF分量中的高频模态分量；根据所述高频模态分量计算Teager能量算子；根据所述Teager能量算子检测故障行波的到达时间；根据所述到达时间计算故障位置。

作为上述方案的改进，所述对行波分量进行变分模态分解处理，生成IMF分量的步骤包括：构建约束变分模型；根据拉格朗日乘法算子和二次惩罚因子，将约束变分模型变换为增广拉格朗日函数；通过交替方向乘子算法，求取增广拉格朗日函数的鞍点，以生成IMF分量。

作为上述方案的改进，所述对行波分量进行变分模态分解处理，生成IMF分量的步骤包括：

S1，初始化及n＝0；

S2，n＝n+1，执行循环；

S3，k＝1:K，ω≥0，更新及ω_k；

S4，k＝k+1，重复步骤S3，直至k＝K；

S5，更新λ；

S6，重复步骤S2至步骤S5，若则迭代结束，生成IMF分量。

作为上述方案的改进，

作为上述方案的改进，所述Teager能量算子为：ψ[s(n)]＝s²(n)-s(n+1)s(n-1)。

作为上述方案的改进，所述根据到达时间计算故障位置的步骤包括：通过单端行波测距法计算故障位置。

相应地，本发明还提供了一种配网故障定位系统，包括：获取模块，用于获取故障电流的行波信号；变换模块，用于对所述行波信号进行凯伦贝尔相模变换处理，生成行波分量；分解模块，用于对所述行波分量进行变分模态分解处理，生成IMF分量；提取模块，用于获取所述IMF分量中的高频模态分量；计算模块，用于根据所述高频模态分量计算Teager能量算子；检测模块，用于根据所述Teager能量算子检测故障行波的到达时间；定位模块，用于根据所述到达时间计算故障位置。