[发明专利]配电网故障定位方法、装置和系统

权利要求书

1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括：

获取配电网线路中检测点采集的故障暂态波形，根据所述检测点采集的故障暂态波形构造时频矩阵；

计算所述时频矩阵与所述检测点所在区域的分支样本库中样本时频矩阵的相似度；

根据时频矩阵相似度计算结果选出故障线路；

在所述故障线路，计算采集的故障暂态波形相对样本故障点以及相邻样本故障点处故障暂态波形的整体波幅偏差，根据整体幅值偏差计算结果确定故障点位置。

2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，获取配电网线路中检测点采集的故障暂态波形之前还包括：

在配电网的每个分支线路上按照预设的间隔设置样本故障点；

利用所述检测点采集本区域各分支的样本故障点发生故障时的故障暂态波形，构造时频矩阵组成本区域的分支样本库。

3.根据权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，在配电网的每个分支线路上按照预设的间隔设置样本故障点之前，还包括：

根据所述配电网的拓扑结构设置暂态信号检测装置，每个检测装置安装处为一个所述检测点，其中，所述检测点的位置满足任意位置的信号到达检测点最多经过一个分支节点的原则配置有限的暂态信号检测装置。

4.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述计算所述时频矩阵与所述检测点所在区域的分支样本库中样本时频矩阵的相似度，包括：

对暂态信号的离散信号点x[k](k＝0，1，…，N-1)进行S变换并得出S变换相关的二维矩阵；

将S变换后得到的各频率下幅值向量进行细分，每个频率有N个采样点，将其等分成M个块，第j个频率下第g个时段块所对应的幅值为

反映暂态信号的时频矩阵E如下：

通过以下公式计算两个故障暂态波形时频矩阵之间的相似度ρ为：

其中，A₁,A₂表示矩阵时频矩阵A₁和时频矩阵A₂的内积；||A₁||、||A₂||分别表示矩阵A₁和A₂的范数。

5.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述根据时频矩阵相似度计算结果选出故障线路，包括：

当故障暂态波形与所述样本库中样本故障暂态波形相似度的最大值ρ_max大于门槛值ρ_set时，则该样本故障暂态波形所对应的分支线路为故障线路。

6.根据权利要求3所述的配电网故障定位方法，其特征在于，在所述故障线路，计算采集的故障暂态波形相对样本故障点以及相邻样本故障点处故障暂态波形的整体波幅偏差，根据整体幅值偏差计算结果确定故障点位置，包括:

通过相似度确定相似度数值最大的样本故障点Y_n；

计算所述实际故障暂态波形与所述样本故障点Y_n以及相邻样本故障点Y_n-1和Y_n+1处故障暂态波形的整体波幅偏差和

选择出所述整体波幅偏差最小的两个样本故障点，则故障点位于这两个样本故障点之间；

计算故障点到所述整体波幅偏差最小的样本故障点的距离：

其中为所述整体波幅偏差较小的两个样本故障点之间的距离，X_min为所述整体波幅偏差中最小的值，X_mid为所述整体波幅偏差中第二小的值。

7.一种配电网故障定位装置，其特征在于，包括：

波形获取模块，用于获取配电网线路中的故障暂态波形；

计算模块，用于根据波形获取模块获取的故障暂态波形构造时频矩阵，计算所述时频矩阵与分支样本库中所有样本时频矩阵的相似度，计算所述故障暂态波形相对样本故障点以及相邻样本故障点处故障暂态波形的整体波幅偏差；

故障定位模块，用于根据时频矩阵相似度计算结果选出故障线路，根据整体幅值偏差计算结果确定故障点位置。