[发明专利]一种基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法

权利要求书

1.一种基于余弦相似度的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：

步骤1、建立待定位的中压配电网的电磁暂态数字仿真模型，包含110kV变电站主变压器模型、中压配电线路模型、配电变压器模型和负荷模型；

根据实际配电网中电流监测点的个数n，在数字仿真模型对应位置处设定n个采样点；采样点的序号按以110kV变电站中压侧母线为起点，以配电变压器为末端顺序编号；

步骤2、在110kV变电站中压配电线路母线处设置单相接地故障，获取各采样点处的标准波形数据；

通过在变电站中压配电线路母线处设置单相接地故障，得到中压配电线路各采样点的故障暂态零序电流i₀₁，i₀₂，…，i_0n；i_0m表示第m个采样点处采集到的故障暂态零序电流，m＝1，2，3，…，n；称为第m个采样点处的标准电流波形；

步骤3、当实际配电网发生单相接地故障，通过现场各采样点处采样得到实际的故障暂态零序电流；

当实际配电网发生单相接地故障时，现场各采集点处将采样得到实际的故障暂态零序电流i'₀₁，i'₀₂，…，i'_0n；i'_0m表示第m个采样点处实际采样得到的故障暂态零序电流，m＝1，2，3，…，n；

步骤4、基于余弦相似度求取实际故障暂态零序电流数据与标准波形数据的相似度；

利用余弦相似度，计算第m个采样点处实际采样得到的故障暂态零序电流i'_0m与仿真得到的标准电流波形i_0m之间的相似度，公式为：

其中，ρ_m为相似度；p为故障暂态零序电流故障后两个周波内的采样点数；k代表故障后的采样点序号；m＝1，2，3，…，n；步骤5、分析两个相邻采样点的故障暂态零序电流相似度差异，从而判断是两个相邻采样点之间发生单相接地故障或母线发生单相接地故障；

通过分析两个相邻采样点的故障暂态零序电流相似度差异，判断单相接地故障是否发生在两个相邻采样点之间；设采样点i和采样点j相邻，若ρ_i＞k_setρ_j或ρ_i＜ρ_j/k_set，则单相接地故障发生在这两个相邻采样点之间；若任意两个相邻采样点均不满足这一条件，则单相接地故障发生在母线处；k_set为整定系数，取值为2。