[发明专利]一种配电网单相接地故障选线方法及系统

权利要求书

1.一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立配电网单相接地故障仿真工况，设置电网电压、节点负荷、线路故障位置、过渡电阻及故障相角取值范围，生成覆盖上述参数范围的故障场景集合，采集所有场景下的各线路故障零序电流，形成深度学习训练数据集；

步骤2：利用S变换获取各线路故障零序电流的全频段时频信息，计算各线路全频段时频信息之间的欧式距离，作为各线路故障零序电流的相关度，将所有线路故障零序电流的相关度填入二维矩阵中，构成故障零序电流相关度图形SCF；

步骤3：构建含SCF的卷积神经网络模型S-CNN，利用步骤1中生成的深度学习训练数据集对S-CNN进行训练，根据训练结果调整S-CNN结构参数和超参数，获取具有故障选线能力的训练后S-CNN模型，实现电网单相接地故障选线。

2.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述故障场景集合为根据配电网实际运行情况对电网电压、节点负荷、线路故障位置、过渡电阻和故障相角在预设范围内取值，形成的参数遍历表，通过对参数遍历表中的参数取值进行排列组合形成故障场景集合。

3.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述S变换为一种时序信号处理方法，其离散形式为：

式中，x[i]为离散时序信号，i＝0,1,···,N-1；，f_s为离散信号采样频率，N为采样点数；表示时间点，k＝1,2,···,N；表示频率点，n＝0,1,···,N/2；t为整数，m＝0,1,···,N-1。

4.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述故障零序电流相关度图形SCF为将各线路故障零序电流相关度进行排列形成的二维矩阵，如下所示：

其中，s_ij表示线路i和线路j故障零序电流全频段时频信息之间的欧式距离，1≤i≤y，1≤j≤y，y为线路总数。

5.一种配电网单相接地故障选线系统，其特征在于，包括：

训练数据集获取模块，用于建立配电网单相接地故障仿真工况，设置电网电压、节点负荷、线路故障位置、过渡电阻及故障相角取值范围，生成覆盖上述参数范围的故障场景集合，采集所有场景下的各线路故障零序电流，形成深度学习训练数据集；

SCF获取模块，用于利用S变换获取各线路故障零序电流的全频段时频信息，计算各线路全频段时频信息之间的欧式距离，作为各线路故障零序电流的相关度，将所有线路故障零序电流的相关度填入二维矩阵中，构成故障零序电流相关度图形SCF；

模型获取模块，用于构建含SCF的卷积神经网络模型S-CNN，利用深度学习训练数据集对S-CNN进行训练，根据训练结果调整S-CNN结构参数和超参数，获取具有故障选线能力的训练后S-CNN模型，实现电网单相接地故障选线。

6.根据权利要求5所述的一种配电网单相接地故障选线系统，其特征在于，所述故障场景集合为根据配电网实际运行情况对电网电压、节点负荷、线路故障位置、过渡电阻和故障相角在预设范围内取值，形成的参数遍历表，通过对参数遍历表中的参数取值进行排列组合形成故障场景集合。

7.根据权利要求5所述的一种配电网单相接地故障选线系统，其特征在于，所述S变换的离散形式为：

式中，x[i]为离散时序信号，i＝0,1,···,N-1；f_s为离散信号采样频率，N为采样点数；表示时间点，k＝1,2,···,N；表示频率点，n＝0,1,···,N/2；t为整数，m＝0,1,···,N-1。

8.根据权利要求5所述的一种配电网单相接地故障选线系统，其特征在于，所述故障零序电流相关度图形SCF为将各线路故障零序电流相关度进行排列形成的二维矩阵，如下所示：

其中，s_ij表示线路i和线路j故障零序电流全频段时频信息之间的欧式距离，1≤i≤y，1≤j≤y，y为线路总数。