[发明专利]一种配电网单相接地故障区段定位方法及系统

权利要求书

1.一种配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，包括以下步骤：

获取配电网内多个故障样本在若干个节点处的电流波形数据，提取每个故障样本在若干个节点处的波形特征量；

基于每个故障样本在若干个节点处的波形特征量，构建每个故障样本的拓扑矩阵；

计算每个故障样本的随机矩阵特征值，并构建每个故障样本特征值集合；

对所有故障样本特征值集合进行聚类，得到各故障区段的聚集中心点；

计算待定位故障样本的随机矩阵特征值，寻找与待定位故障样本的随机矩阵特征值距离最小的聚集中心点，确定故障区段；

所述波形特征量的提取方法为：

利用卡伦鲍厄相模变换对故障样本在每个节点处的电流波形数据进行解耦；

判断是否发生单相接地故障，并确定故障时刻；

利用各量测节点的α模、β模的电流分量计算畸变比的平均值，确定故障相；

所述畸变比为故障时刻前后的α模、β模电流分量分别进行周期差分后的各采样点平方和的比值，畸变比平均值为各节点畸变比的平均值，畸变比平均值表达式为其中，R(m)为录波器m的一个周波的α模、β模的电流分量的畸变比，m为录波器的个数，I(m)_αi为录波器m在第i个采样点采集到的α模电流分量；I(m)_βi为录波器m在第i个采样点采集到的β模电流分量；t为录波器在一个周波内的采样点数，N为录波器总数，Δ^t为周期差分算子，表示对时间序列以周期为单位计算差分，即Δ^t I(m)_i＝I(m)_i-I(m)_(i-t)；

选取故障相在故障时刻前后各多个周波的电流波形数据，计算故障样本在每个节点处的波形特征量。

2.根据权利要求1所述配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，所述波形特征量包括零序电流能量、小波近似熵、首波峰占比及低阶不变矩。

3.根据权利要求1所述配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，拓扑矩阵为：

R_ij＝||R_i-R_j||₂ i,j＝1,2,…,N

其中，R_i为节点i处的波形特征量；R_j为节点j处的波形特征量。

4.根据权利要求1所述配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，所述随机矩阵特征值的计算方法为：

对拓扑矩阵进行正态化处理，得到正态化过渡矩阵；

基于正态化过渡矩阵，利用酉矩阵得到奇异值等效矩阵；

对奇异值等效矩阵进行单位化处理得到单位化矩阵，并计算单位化矩阵的随机矩阵特征值。

5.根据权利要求1所述配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，所述对所有故障样本特征值集合进行聚类的方法为：

选取各故障区段的一个故障样本作为初始聚类点；

利用所有故障样本特征值集合训练聚类模型，得到各故障区段的聚集中心点。

6.根据权利要求1所述配电网单相接地故障区段定位方法，其特征是，所述故障区段的确定方法为：

获取待定位故障样本在其节点处的电流波形数据，提取待定位故障样本在其节点处的波形特征量，并构建待定位故障样本的拓扑矩阵；

分析待定位故障样本的拓扑矩阵，计算待定位故障样本的随机矩阵特征值；

计算待定位故障样本的随机矩阵特征值与各故障区段的聚集中心点之间的距离；

寻找与该待定位故障样本的特征值距离最小的聚类中心点，确定故障区段。