一種基于波形相似性的k-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于波形相似性的k-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數(shù)據(jù)，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波系數(shù)組織歷史樣本數(shù)據(jù)。當發(fā)生單相接地故障后，利用k-NN算法，通過將實測的零模電流波形經(jīng)小波分解后的小波系數(shù)波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波系數(shù)波形利用相關(guān)分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數(shù)據(jù)所對應(yīng)的故障距離，再根據(jù)其權(quán)重的不同應(yīng)用回歸的方法得到故障距離。大量仿真表明，針對單相接地故障該方法可靠且精度較高。
【專利說明】—種基于波形相似性的k-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于波形相似性的左-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)發(fā)生故障后進行故障測距可以減輕人工巡線工作量，縮短故障修復(fù)時間、提高供電可靠性、減少停電損失以及發(fā)現(xiàn)存在的隱患并盡早加以處理，防止故障的再一次發(fā)生。故障測距的方法按測距原理可分為故障分析法和行波法。行波法的核心是測量行波在母線與故障點之間的傳播時間來計算線路故障距離。行波測距一般可分為單端行波測距和雙端行波測距兩類。單端行波測距不需要GPS實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步，也不需要進行兩端數(shù)據(jù)通訊，其成本是雙端行波測距成本的一半，按單端法進行行波測距，由于行波在故障點和母線端反復(fù)進行折反射，反映到測量端時間軸上的各種性質(zhì)的行波波頭交錯排列，給故障點反射波到達時刻的標定帶來了巨大困難，測距可靠性難以保證。而雙端行波測距只要求兩母線端精確檢測第一個行波波頭到達的時刻，因此該方法受過渡電阻電弧特性、線路分布電容以及負荷電流的影響較小，較單端法而言有更高的可靠性，但需要雙端數(shù)據(jù)通信和GPS同步對時設(shè)備，投資成本大。
[0003]由于城市配電系統(tǒng)一般多采用輻射網(wǎng)，它具有閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行特點，單相接地故障機率高，技術(shù)和經(jīng)濟因素綜合決定了多分支輻射狀配電網(wǎng)故障定位有其特殊性。對于典型的輻射狀架空饋線配電系統(tǒng)，母線存在多回饋出線，同時沿饋線接有眾多分支及負荷變等，饋出線路長短懸殊，配電線路發(fā)生單相接地故障后，波阻抗不連續(xù)節(jié)點及負荷端點多，故障點產(chǎn)生的行波在節(jié)點處發(fā)生透射，能量衰減較強，且行波在負荷端點及節(jié)點處發(fā)生反射，增加了量測端對故障點反射波的辨識難度，使得自然頻率的提取更加困難，故尋求其他視角進行單相接地故障定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種基于波形相似性的^-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，僅利用單端信息量，克服雙端測距需兩側(cè)數(shù)據(jù)同步的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于波形相似性的左-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數(shù)據(jù)，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波系數(shù)組織歷史樣本數(shù)據(jù)；當發(fā)生單相接地故障時，利用A-NN算法，通過將實測的零模電流波形經(jīng)小波分解后的小波系數(shù)波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波系數(shù)波形利 用相關(guān)分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數(shù)據(jù)所對應(yīng)的故障距離，再根據(jù)其權(quán)重的不同應(yīng)用回歸的方法得到故障距離。
[0006]具體步驟為:
(1)根據(jù)多出線輻射網(wǎng)實際饋線參數(shù)，按一定的密度沿線設(shè)置故障距離和不同故障條件，在IMHZ采樣率下獲取故障后量測端處一定時窗內(nèi)的零模電流數(shù)據(jù)，并對其進行8層小波分解，選取第6尺度下的小波系數(shù)作為歷史樣本；
(2)將實測波形經(jīng)小波分解后的小波系數(shù)波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波系數(shù)波形利用相關(guān)分析進行相似度匹配，即利用
【權(quán)利要求】
1.一種基于波形相似性的左-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，其特征在于:利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數(shù)據(jù)，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波系數(shù)組織歷史樣本數(shù)據(jù)；當發(fā)生單相接地故障時，利用A-NN算法，通過將實測的零模電流波形經(jīng)小波分解后的小波系數(shù)波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波系數(shù)波形利用相關(guān)分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數(shù)據(jù)所對應(yīng)的故障距離，再根據(jù)其權(quán)重的不同應(yīng)用回歸的方法得到故障距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波形相似性的左-NN算法的多出線輻射網(wǎng)故障測距方法，其特征在于具體步驟為: (1)根據(jù)多出線輻射網(wǎng)實際饋線參數(shù)，按一定的密度沿線設(shè)置故障距離和不同故障條件，在IMHZ采樣率下獲取故障后量測端處一定時窗內(nèi)的零模電流數(shù)據(jù)，并對其進行8層小波分解，選取第6尺度下的小波系數(shù)作為歷史樣本； (2)將實測波形經(jīng)小波分解后的小波系數(shù)波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波系數(shù)波形利用相關(guān)分析進行相似度匹配，即利用
【文檔編號】G01R31/08GK103941153SQ201410131080
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】束洪春, 王瑤, 林丹丹 申請人:昆明理工大學(xué)