[发明专利]基于小波分解和DBN的单极接地故障测距方法

说明书

本发明涉及一种基于小波分解和DBN的单极接地故障测距方法，包括以下步骤：步骤S1:在线路发生单极接地故障时，采集故障电压波形；步骤S2:将故障电压波形送入DBN分类模型，确定过渡电阻值范围及各过渡电阻值类别；步骤S3:采用小波分解提取各过渡电阻值类别的故障电压波形特征，并进行单支重构处理；步骤S4:将各个小波分量进行归一化处理后，分别构建并训练子DBN回归模型;步骤S5:将训练后的各子DBN回归模型的结果叠加起来，实现故障定位。本发明能够实现低采样频率下对单极接地故障点可靠精确地定位。

技术领域

本发明涉及电力系统故障检测领域，具体一种基于小波分解和DBN的单极接地故障测距方法。

背景技术

在电力系统城市电网扩容和可再生能源并网等大环境下，传统的交流输电和基于电流源换流器的直流输电技术呈现出不绿色环保、不节省经济、控制不够灵活等劣势。近年来，模块化多电平柔性直流输电技术(MMC-HVDC)很好地弥补了两电平、三电平VSC拓扑结构的缺陷。这项技术在高压输电领域体现出了独特的优势，其损耗低、能够灵活控制有功、无功功率、输电方式便捷可靠的特点得到了广泛的关注。

采用架空线路的MMC-HVDC输电系统在进行长距离输电过程中，受途经气候与地理环境变化的影响较大，导致线路故障率高，其中发生单极接地故障占比较大。由于输电线路缺乏故障的自清除能力，使得高发的瞬时性直流输电线路故障在一定程度上危害了系统的稳定性。因此，当直流输电线路发生故障时，确保精准可靠的故障定位是系统稳定运行的重要前提。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于小波分解和DBN的单极接地故障测距方法，能够实现低采样频率下对单极接地故障点可靠精确地定位。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于小波分解和DBN的单极接地故障测距方法，包括以下步骤：

步骤S1:在线路发生单极接地故障时，采集故障电压波形；

步骤S2:将故障电压波形送入DBN分类模型，确定过渡电阻值范围及各过渡电阻值类别；

步骤S3:采用小波分解提取各过渡电阻值类别的故障电压波形特征，并进行单支重构处理；

步骤S4:将各个小波分量进行归一化处理后，分别构建并训练子DBN回归模型；

步骤S5:将训练后的各子DBN回归模型的结果叠加起来，实现故障定位。

进一步的，所述DBN分类模型采用Wavelet-DBN模型。

进一步的，所述步骤S3具体为；

步骤S31:采用db4小波作为小波基函数对故障电压波形进行一层小波分解，根据多分辨率分析的理论，一维故障信号的小波变换获得近似分量A和细节分量D，其中A和D分别代表原始故障信号的低频分量和高频分量；，

步骤S32:对各小波分量进行小波单支重构处理，使各分量的长度与原始故障波形的长度一致。

进一步的，所述小波变换过程具体表示为：

D_n＝HA_n-1 (1)

A_n＝GA_n-1 (2)

其中，H和G表示正交镜像滤波器组中的高通滤波器和低通滤波器，n是分解层数，A₀是原始故障信号。

进一步的，根据下式对故障小波分量进行单支重构处理：

其中，和表示高通滤波器H和低通滤波器G的对偶算子。