本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法、裝置、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

消弧線圈接地系統(tǒng)是配電網(wǎng)的一種主要中性點(diǎn)接地形式，單相接地故障時的故障選線問題是消弧線圈接地系統(tǒng)需要重點(diǎn)解決的問題之一。在各種單相接地故障中，間歇性弧光接地由于具有故障電流幅值不穩(wěn)定、電弧的非線性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，更是增加了故障選線的難度。

針對消弧線圈接地系統(tǒng)中發(fā)生間歇性弧光接地時的故障選線問題，現(xiàn)有的解決方案包括：從所利用的故障信息角度，主要分為穩(wěn)態(tài)選線和暫態(tài)選線方法兩大類。其中，穩(wěn)態(tài)選線利用穩(wěn)態(tài)的工頻信號或諧波信號，例如諧波法、零序有功功率法等，但由于穩(wěn)態(tài)特征量的幅值較小，穩(wěn)態(tài)選線在暫態(tài)振蕩過程中極易受到干擾而失效。暫態(tài)選線利用接地初期的故障暫態(tài)特征，如首半波極性特征、暫態(tài)高頻電流特征等，但是當(dāng)選線裝置啟動存在延時或暫態(tài)特征不明顯時難以正確選線，尤其對于間歇性接地故障，其通常伴隨高阻接地的情況，導(dǎo)致首次接地產(chǎn)生的暫態(tài)量較小，難以正確選線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法、裝置、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備，能夠有效提高故障選線的準(zhǔn)確性。

一種消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法，包括：

獲取消弧線圈接地系統(tǒng)母線的零序電壓和母線對應(yīng)的各線路的零序電流；

采用m種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；m為大于等于2的整數(shù)；

根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；所述第一矩陣的維度為m*n，n為消弧線圈接地系統(tǒng)中的線路總數(shù)；所述第二矩陣的維度為1*m；

計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣，所述綜合隸屬矩陣為所述第一矩陣與所述第二矩陣之積；

獲取所述綜合隸屬矩陣中的第一元素和第二元素，所述第一元素為綜合隸屬矩陣中最大的元素，第二元素在綜合隸屬矩陣中僅小于所述第一元素；根據(jù)所述第一元素和第二元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。

一種消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置，包括：

電壓電流獲取模塊，用于獲取消弧線圈接地系統(tǒng)母線的零序電壓和母線對應(yīng)的各線路的零序電流；

隸屬度計(jì)算模塊，用于采用m種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；m為大于等于2的整數(shù)；

矩陣生成模塊，用于根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；所述第一矩陣的維度為m*n，n為消弧線圈接地系統(tǒng)中的線路總數(shù)；所述第二矩陣的維度為1*m；

綜合隸屬確定模塊，用于計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣，所述綜合隸屬矩陣為所述第一矩陣與所述第二矩陣之積；

以及，故障選線模塊，用于獲取所述綜合隸屬矩陣中的第一元素和第二元素，所述第一元素為綜合隸屬矩陣中最大的元素，第二元素在綜合隸屬矩陣中僅小于所述第一元素；根據(jù)所述第一元素和第二元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。

一種消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的系統(tǒng)，包括：實(shí)時數(shù)字仿真器、功率放大器以及待測試的零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置；所述實(shí)時數(shù)字仿真器中建立有配電網(wǎng)組網(wǎng)模型及其對應(yīng)的故障發(fā)生模型；

所述實(shí)時數(shù)字仿真器的模擬信號輸出接口連接功率放大器的輸入接口，功率放大器的輸出接口連接待測試的零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置的模擬信號輸入接口；所述實(shí)時數(shù)字仿真器的數(shù)字信號輸入接口連接所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置的數(shù)字信號輸出接口；

實(shí)時數(shù)字仿真器將基于配電網(wǎng)組網(wǎng)模型和故障發(fā)生模型仿真得到的當(dāng)前故障條件下多回線配電網(wǎng)的第一電流電壓模擬信號輸出至功率放大器；通過功率放大器對所述第一電流電壓模擬信號進(jìn)行放大，并將放大后的模擬信號輸出至所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置；零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置輸出對應(yīng)的數(shù)字控制信號至實(shí)時數(shù)字仿真器；所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置還輸出當(dāng)前故障條件下的零序電流補(bǔ)償數(shù)值；

實(shí)時數(shù)字仿真器根據(jù)所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置輸出的數(shù)字控制信號調(diào)整配電網(wǎng)組網(wǎng)模型，并基于調(diào)整后的配電網(wǎng)組網(wǎng)模型重新進(jìn)行多回線配電網(wǎng)仿真，得到多回線配電網(wǎng)的第二電流電壓模擬信號；

根據(jù)所述實(shí)時數(shù)字仿真器中模擬的故障條件、所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置輸出的零序電流補(bǔ)償數(shù)值，以及所述實(shí)時數(shù)字仿真器仿真得到的第一電流電壓模擬信號和第二電流電壓模擬信號，確定所述零序電流自適應(yīng)保護(hù)裝置的功能指標(biāo)。

一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述所述方法的步驟。

一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實(shí)現(xiàn)上述所述方法的步驟。

上述技術(shù)方案，通過采用多種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣；獲取所述綜合隸屬矩陣中的最大的兩個元素；根據(jù)所述兩個元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。由于以多種不同選線策略的判據(jù)信息融合為基礎(chǔ)，有效提高了選線結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且擴(kuò)大了故障選線的適用范圍。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法的示意性流程圖；

圖2為一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法的應(yīng)用環(huán)境圖；

圖3為圖2應(yīng)用場景下的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法的流程圖；

圖4為一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法的示意性流程圖；如圖1所示，本實(shí)施例中的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法包括步驟：

s11，獲取消弧線圈接地系統(tǒng)母線的零序電壓和母線對應(yīng)的各線路的零序電流。

s12，采用m種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；m為大于等于2的整數(shù)。

s13，根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；所述第一矩陣的維度為m*n，n為消弧線圈接地系統(tǒng)中的線路總數(shù)；所述第二矩陣的維度為1*m。

s14，計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣，所述綜合隸屬矩陣為所述第一矩陣與所述第二矩陣之積。

s15，獲取所述綜合隸屬矩陣中的第一元素和第二元素，所述第一元素為綜合隸屬矩陣中最大的元素，第二元素在綜合隸屬矩陣中僅小于所述第一元素；根據(jù)所述第一元素和第二元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。

在一可選實(shí)施例中，獲取消弧線圈接地系統(tǒng)的零序電壓，用uo表示；獲取各線路饋線首端零序電流，用ioi表示第i條線路饋線首端零序電流。采用3種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)。所述消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法具體可為，依次采用3種不同選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各條線路在三種選線策略中的故障測度隸屬度，分別用μ1i表示第i條線路在第1種選線策略中的故障測度隸屬度，用μ2i表示第i條線路在第2種選線策略中的故障測度隸屬度，用μ3i表示第i條線路在第3種選線策略中的故障測度隸屬度。相應(yīng)地，用k1表示第1種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，用k2表示第2種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，用k3表示第3種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。由此可得到第一矩陣為：

第二矩陣為：k＝[k1k2k3]；

進(jìn)而可得到消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣為：

選取綜合隸屬矩陣中的兩個最大數(shù)值wmax1和wmax2，根據(jù)wmax1和wmax2確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。

上述實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法，通過采用多種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣；獲取所述綜合隸屬矩陣中的最大的兩個元素；根據(jù)所述兩個元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。由于以多種不同選線策略的判據(jù)信息融合為基礎(chǔ)，既擴(kuò)大了正確選線的故障情況適用范圍，又能有效提高了選線結(jié)果的可靠性。

在一可選實(shí)施例中，根據(jù)所述第一元素和第二元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路的方式可為：若第一元素小于m倍第二元素，確定母線為故障線路；否則，確定與第一元素對應(yīng)的線路為故障線路。例如當(dāng)m＝3時，即若wmax1＜3wmax2，則判定母線發(fā)生故障，否則，判定wmax1對應(yīng)的線路為故障線路。

在一可選實(shí)施例中，步驟s12中采用如下3種不同選線策略，分別為：基于分形理論的選線策略、基于有功分量的選線策略和基于零序電流互積求和的選線策略?？梢岳斫獾?，根據(jù)實(shí)際情況還可選用其他類型的選線策略，或者選用其他數(shù)量的選線策略。

進(jìn)一步的，在一可選實(shí)施例中，當(dāng)采用基于分形理論的選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度的步驟包括：

將各路零序電流信號分解，求得固有模態(tài)函數(shù)分量；對各固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行傅立葉分析，確定諧波含量較高的固有模態(tài)函數(shù)，計(jì)算各線路的關(guān)聯(lián)積分曲線；擬合所述關(guān)聯(lián)積分曲線得出各線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)；根據(jù)各線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定各線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度。

優(yōu)選地，將各路零序電流信號分解，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法求得固有模態(tài)函數(shù)分量，對各固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行傅立葉分析，確定諧波含量較高的固有模態(tài)函數(shù)，然后采用互信息法和曹氏方法求取延遲時間和嵌入維數(shù)，可以得到各線路的關(guān)聯(lián)積分曲線，擬合曲線求得斜率即關(guān)聯(lián)維數(shù)。根據(jù)各線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定各線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度具體可為：

式中，μ1i表示第i條線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度；di表示第i條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)；dsum表示所有線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和。

確定分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度的方式包括：獲取n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值，根據(jù)關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定基于分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。

優(yōu)選地，根據(jù)n條線路中的關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定基于分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度的方式具體可為：

式中，k1表示基于分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；dmax表示n條線路中的關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值。

在一可選實(shí)施例中，采用基于有功分量的選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在基于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度的步驟包括：

根據(jù)零序電壓、線路零序電流以及之間的相位角計(jì)算線路的零序電流有功分量；根據(jù)各線路的零序電流有功分量、預(yù)設(shè)的第一零序電流有功分量臨近閾值、第二零序電流有功分量臨近閾值，確定各線路在基于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度；其中，第二零序電流有功分量臨近閾值基于母線電壓和消弧線圈的電阻值確定；

例如：根據(jù)零序電壓、線路零序電流以及之間的相位角計(jì)算各線路的有功分量，計(jì)算公式為：

pi＝uoioicosθ。

式中，pi表示為第i條饋線的零序電流有功分量；θ表示零序電流和零序電壓的相位角。

根據(jù)各線路的零序電流有功分量、預(yù)設(shè)的第一零序電流有功分量臨近閾值、第二零序電流有功分量臨近閾值，確定各線路在基于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度的方式具體可為：

式中，μ2i表示第i條線路在于有功分量的選線方法中判據(jù)的隸屬度；m1為第一零序電流有功分量臨近閾值，可以取為0.3m2，m2為預(yù)設(shè)的另一閾值(即第二零序電流有功分量臨近閾值)，取uo和rl分別表示母線電壓和消弧線圈的電阻值。

確定基于有功分量的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，包括：獲取n條線路的零序電流有功分量最大值，根據(jù)各線路的零序電流有功分量、零序電流有功分量最大值確定基于有功分量的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。

例如：根據(jù)各線路的最大的零序電流有功分量、最大的零序電流有功分量、n條線路的零序電流有功分量總和確定基于有功分量的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度的方式可為：

式中，k2表示基于有功分量的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；|pi|max表示n條線路中的最大的零序電流有功分量。

在一可選實(shí)施例中，采用基于零序電流互積求和的選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度的步驟包括：將故障后一個周期內(nèi)各線路與其他線路的零序電流進(jìn)行互積求和，得到各線路對應(yīng)的零序電流求和絕對值；獲取n條線路中的零序電流求和絕對值最大值，根據(jù)各線路的零序電流求和絕對值、零序電流求和絕對值最大值、所有非故障線路的零序電流求和絕對值之和，確定各線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度。

確定基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，包括：從n條線路的零序電流求和絕對值中獲取第一零序電流求和絕對值和第二零序電流求和絕對值，所述第一零序電流求和絕對值為n條線路的零序電流求和絕對值最大值，第二零序電流求和絕對值在n條線路中僅小于所述第一零序電流求和絕對值；根據(jù)第一零序電流求和絕對值和第二零序電流求和絕對值確定基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。

例如：將故障后一個周期內(nèi)(例如0.02s)單條線路與其他線路的零序電流進(jìn)行互積求和，計(jì)算公式如下：

式中，ii為第i條線路與其余線路零序電流互積求和絕對值，t表示一個周期。

根據(jù)各線路的零序電流求和絕對值、零序電流求和絕對值最大值、所有非故障線路的零序電流求和絕對值之和，確定各線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度的居然方式具體可為：

式中，μ3i表示第i條線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度；n1和n2表示兩個預(yù)先確定的閾值；其中n2為所有非故障線路的零序電流互積求和的絕對值之和，n1＝imax/n，imax為n條線路中的零序電流求和絕對值最大值。

確定基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度的方式具體可為

式中，k3表示基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；i1,i2是n條線路的零序電流求和絕對值中的最大的兩個數(shù)值。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法的具體應(yīng)用場景圖。如圖2所示，所述應(yīng)用場景為一配電網(wǎng)，其中電源額定電壓為110kv，系統(tǒng)側(cè)等值阻抗為j4.08ω。中性點(diǎn)采用相控式消弧線圈接地，且在接地信號出現(xiàn)后立刻投入補(bǔ)償，補(bǔ)償度為過補(bǔ)償5％，可控硅導(dǎo)通角為120°。主變額定容量為40mva，變比為110/11。10kv母線共帶有6條饋線，均為電纜線路，型號為yjv22-3*300，其線路串聯(lián)阻抗為0.0788+j0.0885ω/km，對地電容為0.3755ωf/km，線路l1～l6的長度分別為5km、5.5km、4.5km、4.5km、7km、7.5km。線路負(fù)荷分別為0.01mw、0.05mw、0.05mw、0.03mw、0.01mw、0.02mw。i10～i60為線路l1～l6的零序電流，uo為母線零序電壓。分別對系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定接地故障及間歇性接地故障的情況，驗(yàn)證在各種故障條件下的選線效果，具體步驟如圖3所示：

預(yù)先設(shè)置一參數(shù)k，k為整數(shù)，用于表示已采用的選線策略的數(shù)量；初始時k＝0。

s301、獲取母線零序電壓uo和各線路饋線首端的零序電流ioi。

s302、k＝k+1；采用一選線策略處理所述零序電壓uo和零序電流數(shù)據(jù)ioi，得出當(dāng)前選線策略的故障測度隸屬度和權(quán)系數(shù)隸屬度；

s303，判斷k≥m是否成立；若否，返回步驟s302，繼續(xù)獲取下一選線策略處理所述零序電壓uo和零序電流數(shù)據(jù)ioi；若是，執(zhí)行步驟s304。

本實(shí)施例中，依次采用基于分形理論的選線策略、基于有功分量的選線策略和基于零序電流互積求和的選線策略處理所述零序電壓uo和零序電流數(shù)據(jù)ioi，可得到各條線路在三種選線策略中的故障測度隸屬度：μ1i、μ2i、μ3i，以及確定各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度：k1、k2、k2。

s304、進(jìn)行多源信息融合，建立三種選線策略的故障測度隸屬函數(shù)的模糊矩陣u，和三種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù)構(gòu)成的權(quán)重集k，進(jìn)而建立線路的綜合隸屬函數(shù)w。

s305、在綜合隸屬函數(shù)w中，選取兩個最大數(shù)值wmax1和wmax2，當(dāng)wmax1＜wmax2，式中λ為符合系統(tǒng)選線的單一判據(jù)個數(shù)，本發(fā)明中為3，判定母線發(fā)生故障，否則判定wmax1對應(yīng)的線路為故障線路。

上述步驟s302中，計(jì)算故障測度隸屬函數(shù)及權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù)的方式可如下：

(1)基于分形理論的選線策略

將各路零序電流信號分解，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法求的固有模態(tài)函數(shù)分量，對各固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行傅立葉分析，確定諧波含量較高的固有模態(tài)函數(shù)，然后采用互信息法和曹氏方法求取延遲時間和嵌入維數(shù)，可以得到各線路的關(guān)聯(lián)積分曲線，擬合曲線求得斜率即關(guān)聯(lián)維數(shù)。

基于分形理論的選線策略的隸屬度函數(shù)定義為：

式中，μ1i表示第i條線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度；di表示第i條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)；dsum表示所有線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和；n表示線路數(shù)目。

該選線策略的權(quán)重系數(shù)隸屬度函數(shù)為：

式中，k1表示基于分形理論的選線策略的權(quán)重系數(shù)隸屬度；dmax表示n條線路中的關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值。

(2)基于有功分量的選線策略

根據(jù)零序電壓、線路零序電流以及之間的相位角計(jì)算線路的零序電流有功分量，計(jì)算公式如下：

pi＝uoioicosθ

式中，pi表示為第i條饋線的零序電流有功分量；uo表示零序電壓；ioi表示i條線路的零序電流；θ表示相位角。

基于有功分量的選線策略基于有功分量的選線策略的隸屬度函數(shù)定義為：

式中，μ2i表示第i條線路在于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度；m1為第一零序電流有功分量臨近閾值，優(yōu)選地，取為m1＝0.3m2，m2為另外一個閾值，優(yōu)選地，uo和rl分別表示母線電壓和消弧線圈的電阻值；

該選線策略對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)隸屬度函數(shù)為：

式中，k2表示基于有功分量的選線策略的權(quán)重系數(shù)隸屬度；|pi|max表示n條線路中的零序電流有功分量最大值。

(3)基于零序電流互積求和的選線策略

將故障后一個周期內(nèi)單條線路與其他線路的零序電流進(jìn)行互積求和，計(jì)算公式如下：

式中，ii為第i條線路與其余線路零序電流互積求和絕對值。

該選線策略的隸屬函數(shù)可設(shè)為：

式中，μ3i表示第i條線路在基于零序電流互積求和的選線策略的故障測量隸屬度；n1和n2表示兩個閾值；其中n2為所有非故障線路的零序電流互積求和絕對值之和,n1＝imax/n，imax為n條線路中的零序電流互積求和絕對值最大值。

該選線策略的權(quán)重系數(shù)的隸屬函數(shù)可定義為

式中，k3表示基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)重系數(shù)隸屬度；i1,i2是線路的零序電流互積求和絕對值中最大的兩個數(shù)值。

上述步驟s304中，對三種選線策略的故障測度隸屬函數(shù)構(gòu)成的模糊矩陣為

三種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù)構(gòu)成的權(quán)重集為

k＝[k1k2k3]

進(jìn)一步，n條線路的綜合隸屬函數(shù)為

情況1：t＝2.2s時刻線路l4中點(diǎn)發(fā)生a相金屬性接地，綜合隸屬函數(shù)最大前兩個數(shù)值為：w4＝0.87、w2＝0.046，且有w4＞3w2，故可判定線路l4為故障線路。

情況2：設(shè)置t＝2.2s時刻母線發(fā)生a相金屬性接地。綜合隸屬函數(shù)最大前兩個數(shù)值為：w1＝0.386、w4＝0.238，不能滿足w1＞3w4，故可判定母線為故障線路。

情況3：設(shè)置t＝2.2s～t＝2.6s期間線路l4中點(diǎn)發(fā)生a相間歇性接地，過渡電阻為0，電弧接地均發(fā)生在a相電壓達(dá)到最大值時刻，綜合隸屬函數(shù)最大前兩個數(shù)值為：w4＝0.87、w2＝0.046，且有w4＞3w2，故可判定線路l4為故障線路。

情況4：設(shè)置t＝2.2s～t＝2.6s期間線路母線處發(fā)生a相間歇性接地，過渡電阻為0，電弧接地均發(fā)生在相電壓過零時刻，綜合隸屬函數(shù)最大前兩個數(shù)值為：w1＝0.288、w3＝0.261，不能滿足w1＞3w2，故可判定為母線故障。

情況5：設(shè)置t＝2.2s～t＝2.6s期間線路l4中點(diǎn)發(fā)生a相間歇性接地，過渡電阻為500ω，電弧接地均發(fā)生在a相電壓達(dá)到最大值時刻，綜合隸屬函數(shù)最大前兩個數(shù)值為：w4＝0.874、w3＝0.051，且有w4＞3w3，故可判定線路l4為故障線路。

綜合以上仿真結(jié)果可見，上述實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線方法對于不同故障初始角、不同過渡電阻、不同故障位置多種故障條件下的間歇性接地故障，均能準(zhǔn)確選出故障線路，有效提高了選線結(jié)果的可靠性；并且擴(kuò)大了故障選線的適用范圍，例如對于穩(wěn)定接地故障也能得出準(zhǔn)確的選線結(jié)果，具有良好的工程實(shí)用價值。

需要說明的是，對于前述的各方法實(shí)施例，為了簡便描述，將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時進(jìn)行。

基于與上述實(shí)施例中的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法相同的思想，本發(fā)明還提供了消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的實(shí)施例，該裝置可用于執(zhí)行上述消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的方法。為了便于說明，消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖中，僅僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖示結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對系統(tǒng)的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，本實(shí)施例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置包括：電壓電流獲取模塊410、隸屬度計(jì)算模塊420、矩陣生成模塊430、綜合隸屬確定模塊440以及故障選線模塊450，各模塊詳述如下：

所述電壓電流獲取模塊410，用于獲取消弧線圈接地系統(tǒng)母線的零序電壓和母線對應(yīng)的各線路的零序電流。

所述隸屬度計(jì)算模塊420，用于采用m種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在每種選線策略中的故障測度隸屬度，確定每種選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度；m為大于等于2的整數(shù)。

所述矩陣生成模塊430，用于根據(jù)各線路在每種選線策略下的故障測度隸屬度構(gòu)建第一矩陣；根據(jù)各選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度構(gòu)建第二矩陣；所述第一矩陣的維度為m*n，n為消弧線圈接地系統(tǒng)中的線路總數(shù)；所述第二矩陣的維度為1*m。

所述綜合隸屬確定模塊440，用于計(jì)算消弧線圈接地系統(tǒng)的綜合隸屬矩陣，所述綜合隸屬矩陣為所述第一矩陣與所述第二矩陣之積。

所述故障選線模塊450，用于獲取所述綜合隸屬矩陣中的第一元素和第二元素，所述第一元素為綜合隸屬矩陣中最大的元素，第二元素在綜合隸屬矩陣中僅小于所述第一元素；根據(jù)所述第一元素和第二元素確定消弧線圈接地系統(tǒng)的故障線路。

在一可選實(shí)施例中，所述隸屬度計(jì)算模塊420，具體用于采用3種不同選線策略分別處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù).所述3種不同選線策略分別為：基于分形理論的選線策略、基于有功分量的選線策略和基于零序電流互積求和的選線策略。

在一可選實(shí)施例中，所述隸屬度計(jì)算模塊420包括：

第一計(jì)算單元，用于采用基于分形理論的選線策略處理所述零序電壓和零序電流，計(jì)算各線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度，具體包括：

將各線路的零序電流信號分解，求得各線路的固有模態(tài)函數(shù)分量；對各固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行傅立葉分析，確定諧波含量較高的固有模態(tài)函數(shù)，計(jì)算各線路的關(guān)聯(lián)積分曲線；擬合所述關(guān)聯(lián)積分曲線，得出各線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)；根據(jù)各線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定各線路在基于分形理論的選線策略中的故障測度隸屬度。優(yōu)選地，可參考上述方法實(shí)施例的計(jì)算方式。

所述第一計(jì)算單元，還用于確定基于分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，具體包括：獲取n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值，根據(jù)關(guān)聯(lián)維數(shù)最大值、n條線路的關(guān)聯(lián)維數(shù)總和確定基于分形理論的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。優(yōu)選地，可參考上述方法實(shí)施例的計(jì)算方式。

第二計(jì)算單元，用于采用基于有功分量的選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在基于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度，具體包括：根據(jù)零序電壓、各線路的零序電流以及之間的相位角計(jì)算各線路的零序電流有功分量；

根據(jù)各線路的零序電流有功分量、預(yù)設(shè)的第一零序電流有功分量臨近閾值、第二零序電流有功分量臨近閾值，確定各線路在基于有功分量的選線策略中的故障測度隸屬度；其中，第二零序電流有功分量臨近閾值基于母線電壓和消弧線圈的電阻值確定。優(yōu)選地，可參考上述方法實(shí)施例的計(jì)算方式。

所述第二計(jì)算單元，還用于獲取n條線路的零序電流有功分量最大值，根據(jù)各線路的零序電流有功分量、零序電流有功分量最大值確定基于有功分量的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。

以及，第三計(jì)算單元，用于采用基于零序電流互積求和的選線策略處理所述零序電壓和零序電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度，具體包括：

將故障后一個周期內(nèi)各線路與其他線路的零序電流進(jìn)行互積求和，得到各線路對應(yīng)的零序電流求和絕對值；獲取n條線路中的零序電流求和絕對值最大值，根據(jù)各線路的零序電流求和絕對值、零序電流求和絕對值最大值、所有非故障線路的零序電流求和絕對值之和，確定各線路在基于零序電流互積求和的選線策略中的故障測度隸屬度。

所述第三計(jì)算單元，還用于確定基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度，具體包括：

從n條線路的零序電流求和絕對值中獲取第一零序電流求和絕對值和第二零序電流求和絕對值，所述第一零序電流求和絕對值為n條線路的零序電流求和絕對值最大值，第二零序電流求和絕對值在n條線路中僅小于所述第一零序電流求和絕對值；根據(jù)第一零序電流求和絕對值和第二零序電流求和絕對值確定基于零序電流互積求和的選線策略的權(quán)系數(shù)隸屬度。優(yōu)選地，可參考上述方法實(shí)施例的計(jì)算方式。

在一可選實(shí)施例中，所述故障選線模塊450，具體用于若第一元素小于m倍第二元素，確定母線為故障線路；否則，確定與第一元素對應(yīng)的線路為故障線路。

需要說明的是，上述示例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的實(shí)施方式中，各模塊之間的信息交互、執(zhí)行過程等內(nèi)容，由于與本發(fā)明前述方法實(shí)施例基于同一構(gòu)思，其帶來的技術(shù)效果與本發(fā)明前述方法實(shí)施例相同，具體內(nèi)容可參見本發(fā)明方法實(shí)施例中的敘述，此處不再贅述。

此外，上述示例的消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的實(shí)施方式中，各功能模塊的邏輯劃分僅是舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)需要，例如出于相應(yīng)硬件的配置要求或者軟件的實(shí)現(xiàn)的便利考慮，將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將所述消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用。所述程序在執(zhí)行時，可執(zhí)行如上述各方法的實(shí)施例的全部或部分步驟。此外，所述存儲介質(zhì)還可設(shè)置與一種計(jì)算機(jī)設(shè)備中，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備中還包括處理器，所述處理器執(zhí)行所述存儲介質(zhì)中的程序時，能夠?qū)崿F(xiàn)上述各方法的實(shí)施例的全部或部分步驟。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機(jī)存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

在上述實(shí)施例中，對各個實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述?？梢岳斫?，其中所使用的術(shù)語“第一”、“第二”等在本文中用于區(qū)分對象，但這些對象不受這些術(shù)語限制。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，不能理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。