[发明专利]利用模糊K均值聚类的谐振接地系统故障选线方法

摘要

本发明涉及一种基于波形伸缩变换和模糊K均值聚类的谐振接地系统故障选线方法，包括以下步骤1、对各线路暂态零序电流进行伸缩变换处理，以提高非故障线路间暂态零序电流的相似性；2、将各线路暂态零序电流按一定的时间段进行划分，作分段相平面变换，求取每一段暂态零序电流所有相点到相平面上确定点（x,y）的欧氏距离，以提取各段暂态零序电流的局部特征，得到各线路全局特征的特征矩阵；3、对特征矩阵中的元素作归一化处理，以增强可比性；4、利用模糊K均值聚类方法对归一化后的特征矩阵进行聚类，将各线路暂态零序电流分为两类，则被单独分为一类的线路即为故障线路。该方法提高了自动化程度和选线裕度。

主权项

一种利用模糊K均值聚类的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对各线路暂态零序电流进行伸缩变换处理，以提高非故障线路间暂态零序电流的相似性，减小非故障线路间暂态零序电流幅值差异对相似性求取的影响；步骤2：将各线路暂态零序电流按一定的时间段进行划分，作分段相平面变换，求取每一段暂态零序电流所有相点到相平面上一确定点的欧氏距离，以提取各段暂态零序电流的局部特征，得到各线路全局特征的特征矩阵；步骤3：对特征矩阵中的元素作归一化处理，以增强可比性；步骤4：利用模糊K均值聚类方法对归一化后的特征矩阵进行聚类，将各线路暂态零序电流分为两类，则被单独分为一类的线路即为故障线路；在步骤1中，按如下方法对各线路暂态零序电流进行伸缩变换处理：对于谐振接地系统发生单相接地时的零序网络等效电路，设第k条线路为故障线路，u0为故障点零序电源，R0为零序回路等效电阻，L0为消弧线圈零序电感，C1,…,Ck‑1,Ck+1,…,CN为非故障线三相对地等效电容，uC为各馈线对地电容两端的电压，i1,i2,…,iN为各馈线零序电流，iL为流过消弧线圈的电流；各馈线暂态零序电流为由式(1)得到其中ij、ik分别为非故障线路j、故障线路的暂态零序电流；引入伸缩变换系数对暂态零序电流波形进行变换：以线路b作为参考线路，定义线路j的伸缩变换倍数pj为式中ij、ib分别为线路j和线路b的暂态零序电流；若参考线路b为非故障线路，即b≠k，则由式(3)和式(4)得到Cj＝pjCb(j∈[1，N]，j≠k)   (5)结合式(1)、式(4)和式(5)得到经伸缩变换后的非故障线路暂态零序电流i′j为结合式(2)和式(4)得到经伸缩变换后的故障线路暂态零序电流i′k为若参考线路b为故障线路，即b＝k，则由式(5)，各非故障线路对地等效电容Cj用非故障线路a对地等效电容Ca表示为Cj＝λjCa(j∈[1，N]，j≠k)   (8)式中λj为比例系数；由式(1)、式(8)得到令pa＝ia/ib，则由式(2)、式(9)得到由式(9)、式(10)得到经伸缩变换后的非故障线路暂态零序电流i′j为