[发明专利]一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法和系统

权利要求书

1.一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，包括：

获取配电网线路发生单相接地故障时的基础数据集，基础数据集包括零序电压、零序电流分别对应的突变量、三相电压、三相电流、零序有功功率、零序无功功率和三相电流突变量；

分别对零序电压和零序电流对应的突变量进行分解和转换，获得零序电流的角度和零序电压的角度，具体为：对发生故障后的零序电压、零序电流分别对应的突变量进行分解和转换处理提取零序电流和零序电压的角度；其中，提取零序电流和零序电压的角度的计算式如下：

，式中，、分别表示故障的前、后，、分别表示经傅里叶分解后的零序电流的实部值、虚部值，、分别表示零序电压、零序电流的角度，表示零序电压与零序电流的转换函数，、分别表示经傅里叶分解后的零序电压的实部值、虚部值；

基于零序电流的角度和零序电压的角度计算零序电压与零序电流的零序角差；

基于基础数据集和零序角差构建故障特征集；

采用主成分分析法或随机森林法对故障特征集进行处理，获得灵敏度分析结果，灵敏度分析结果包括第一分析结果和第二分析结果，其中，第一分析结果表示采用主成分分析法的分析结果，第二分析结果表示采用随机森林法的分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，基于零序电流的角度和零序电压的角度计算零序电压与零序电流的零序角差的计算式如下：

，式中，、分别表示零序电压的角度、零序电流的角度，表示零序角差的转换函数。

3.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，根据三相电流故障前、后的突变量计算三相电流突变量，计算式如下：

，式中，、分别表示故障前、后第相电流的周波序列向量，表示第相电流的突变量，表示傅里叶分解函数。

4.根据权利要求2所述的一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，对零序角差的转换函数的约束条件为：

，式中，、分别表示零序电压的角度、零序电流的角度。

5.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，采用主成分分析法对故障特征集进行处理，获得第一分析结果，包括：

对故障特征集进行中性化处理，获得故障特征集的样本数据；

计算样本数据的协方差矩阵；

对协方差矩阵进行分解处理，获得样本数据的特征值；

利用空间贡献率对特征值进行筛选，获得第一分析结果。

6.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障灵敏度分析方法，其特征在于，采用随机森林法对故障特征集进行处理，获得第二分析结果，包括：

步骤1：对于故障特征集及对应故障标签，通过次随机重复采样，构建一个样本集；

步骤2：基于样本集，构建一棵决策树；

步骤3：重复执行步骤1-2，得到多棵决策树；

步骤4：每一棵决策树均对样本集中的特征向量进行投票；

步骤5：计算所有的投票数，投票数最高即为特征向量的分类标签；

步骤6：对每一个特征向量进行重新排列的特征置换，重复执行步骤4-5；

步骤7：基于步骤6和重要度最大值原则，获得第二分析结果。

7.一种配电网单相接地故障灵敏度分析系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取配电网线路发生单相接地故障时的基础数据集，基础数据集包括零序电压、零序电流分别对应的突变量、三相电压、三相电流、零序有功功率、零序无功功率和三相电流突变量；

分解转换模块，用于分别对零序电压和零序电流对应的突变量进行分解和转换，获得零序电流的角度和零序电压的角度，具体为：对发生故障后的零序电压、零序电流分别对应的突变量进行分解和转换处理提取零序电流和零序电压的角度；其中，提取零序电流和零序电压的角度的计算式如下：

，式中，、分别表示故障的前、后，、分别表示经傅里叶分解后的零序电流的实部值、虚部值，、分别表示零序电压、零序电流的角度，表示零序电压与零序电流的转换函数，、分别表示经傅里叶分解后的零序电压的实部值、虚部值；

角差计算模块，用于基于零序电流的角度和零序电压的角度计算零序电压与零序电流的零序角差；

特征构建模块，用于基于基础数据集和零序角差构建故障特征集；

故障分析模块，用于采用主成分分析法或随机森林法对故障特征集进行处理，获得灵敏度分析结果，灵敏度分析结果包括第一分析结果和第二分析结果，其中，第一分析结果表示采用主成分分析法的分析结果，第二分析结果表示采用随机森林法的分析结果。