[发明专利]一种基于Hankel矩阵奇异值分解的配电网故障指示方法

说明书

本发明涉及一种基于Hankel矩阵奇异值分解的配电网故障指示方法，首先在辐射型配电网中沿线装设安装故障指示器；故障指示器安装完成后，将站房开关柜处电流互感器采集ABC三相的电流信号传输至配电网故障指示器，分别构成信号序列；将上述信号序列按照规则构成Hankel矩阵；对Hankel矩阵进行奇异值分解，得到分量信号；确定配电网正常分行运行时重元素的最大数值，设点判断故障发生时的门槛值；使用滚动法对每相电流进行检测，当电流信号的细节分量中某元素数值的最大值大于门槛值时，即判定发生故障。实现配电网故障的灵敏、快速检测，减少故障查找时间，提高配网供电可靠性，推进智能配电网发展。

技术领域

本发明属于电力工程领域，涉及配电运维检修技术，尤其是一种基于Hankel矩阵奇异值分解的配电网故障指示方法。

背景技术

随着城市建设与电网改造，城市供电系统发展迅速，对供电可靠性提出了更高要求。电缆具有线间绝缘小、安全系数高等优势，近些年已成为市区配网电力传输的主要载体。作为地下管线，电缆铺设具有隐蔽性，发生故障后难以快速识别，因此能够快速查找电缆故障对配电网故障检修至关重要。

目前，配电网广泛应用故障指示器，故障指示器是一种能反映有短路电流通过而现出故障标志牌(红牌)的电磁感应设备，将这故障指示器在配电线路沿线装设，当线路发生故障时，短路电流流过，故障指示器便动作，故障标志红牌便出现。但是目前使用的故障指示器及故障指示方法灵敏性较低，拒动率高，对配电网故障区间指示不明确，增加了故障查找时间，影响了供电质量和供电服务水平，不符合配电网智能化发展要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于Hankel矩阵奇异值分解的配电网故障指示方法，实现配电网故障的灵敏、快速检测，减少故障查找时间，提高配网供电可靠性，推进智能配电网发展。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于Hankel矩阵奇异值分解的配电网故障指示方法，方法步骤如下：

步骤一：在辐射型配电网中安装故障指示器，使得故障指示器在配电线路沿线装设，当电力系统正常运行时，指示器不动，对外显示为白色；

步骤二：故障指示器安装完成后，将站房开关柜处电流互感器采集ABC三相的电流信号传输至配电网故障指示器，分别构成信号序列；

步骤三：将上述信号序列按照规则构成Hankel矩阵；

步骤四：对Hankel矩阵进行奇异值分解，得到分量信号；

步骤五：确定配电网正常分行运行时重元素的最大数值，设点判断故障发生时的门槛值；

步骤六：使用滚动法对每相电流进行检测，当电流信号的细节分量中某元素数值的最大值大于门槛值时，即判定发生故障；

步骤七：配电网发生故障，故障指示器亮红牌。

具体的，假设采集A相电流，信号序列为i＝[i₁,i₂,…i_i,…i_N]，i_i中下标i表示第i个采样值，i_N中N表示采样点个数，将上述信号序列按照规则构造成Hankel矩阵，构造Hankel矩阵形式如下：

I∈R^m×n,m+n＝N+1

对矩阵I进行奇异值分解，得到结果如下：

I＝UΛV^T   (2)