[发明专利]牵引供电系统回流状态辨识方法和装置

权利要求书

1.一种牵引供电系统回流状态辨识方法，其特征在于，包括：

确定牵引变电所、自耦变压器AT所和分区所内的牵引回流各路径实时电流；

基于连续n秒的所述牵引回流各路径实时电流，建立牵引变电所、AT所和分区所的牵引回流实测数据矩阵；其中，n为正整数；

基于所述牵引回流实测数据矩阵，计算牵引回流数值之和与牵引负荷之间的比值；

判断所述比值是否满足阈值范围；

若否，则确定所述牵引供电系统回流异常或故障；

其中，牵引回流数值之和可基于数据矩阵J中的牵引所相关各路径回流的电流值求和得到，牵引负荷可基于数据矩阵J中的各路径回流的电流值求和得到。

2.根据权利要求1所述的牵引供电系统回流状态辨识方法，其特征在于，确定牵引变电所、AT所和分区所内的牵引回流各路径实时电流包括：

牵引变电所、AT所和分区所内的牵引回流各路径电流互感器连接到牵引回流系统采集装置，在自耦供电方式下实时记录牵引变电所、AT所和分区所的接地网回流(I_1G、I_2G、I_3G)、钢轨回流(I_1R、I_2R、I_3R)、综合贯通地线回流(I_1ZG、I_2ZG、I_3ZG)和保护线回流(I_1PW、I_2PW、I_3PW)的回流分布；牵引变电所、AT所和分区所牵引回流各路径实时电流及回流系数储存于牵引回流分布数据库中，为牵引回流状态辨识提供依据。

3.根据权利要求2所述的牵引供电系统回流状态辨识方法，其特征在于，基于连续n秒的所述牵引回流各路径实时电流，建立牵引变电所、AT所和分区所的牵引回流实测数据矩阵包括：

建立牵引变电所、AT所和分区所的牵引回流实测数据矩阵J，每n秒后将数据矩阵存入数据库；其中，

式中：I_1G1为牵引变电所接地网回流第1秒实测数据，其他同理。

4.根据权利要求2所述的牵引供电系统回流状态辨识方法，其特征在于，确定所述牵引供电系统回流异常或故障之后还包括：

对所述牵引回流实测数据矩阵进行归一化处理；

计算牵引变电所中各路径回流系数并判断是否出现回流比异常；

计算AT所中各路径回流系数并判断是否出现回流比异常；

计算分区所中各路劲回流比系数并判断是否出现回流比异常；

若牵引变电所、AT所和分区所中各路径的回流比在连续m个所述牵引回流实测数据矩阵中均存在异常，则基于当天内所存储的所有所述牵引回流实测数据矩阵进行模糊C均值聚类，判定故障发生的区域。

5.根据权利要求4所述的牵引供电系统回流状态辨识方法，其特征在于，基于当天内所存储的所有所述牵引回流实测数据矩阵进行模糊C均值聚类，判定故障发生的区域包括：

设置聚类类别数为c，并生成一组服从[0,1]分布的随机数初始化隶属度矩阵U，且满足下式约束要求：

式中，u_ij为隶属度矩阵U的元素，l为所述牵引回流实测数据矩阵J的向量数目；

计算聚类中心c_i；

计算目标函数W(U,c₁,…,c_c)；

返回所述隶属度矩阵，分析所述隶属度矩阵得到回流异常区域。