基于时频矩阵相似度的输电线路暂态保护方法

为提高传统暂态保护方法的可靠性,综合运用宽频带暂态信号在时域和频域上的故障信息,提出一种输电线路保护新方法。该方法利用S变换提取宽频带暂态信号在不同时段不同频带下的故障信息,通过构造时频矩阵来反映暂态信号的时频变化特性;利用奇异值分解提取时频矩阵的时频特征,并减少矩阵冗余量;将奇异值矩阵与样本库矩阵进行时频特征匹配,计算矩阵相似度;根据矩阵相似度判别区内外故障。仿真结果表明,该暂态保护方法能准确快速识别区内外故障。     

基于时频矩阵相似度的配电网单相接地故障选线

针对小电流接地系统故障选线,采用Hilbert-Huang变换和Hausdorff距离获得暂态零序电流的时频矩阵相似度作为故障选线判据.首先采用Hilbert-Huang变换建立每条出线的暂态零序电流时频矩阵,再将该时频矩阵经奇异值分解后,采用加权Hausdorff距离算法计算每条出线的暂态零序电流时频矩阵之间的相似度,据此故障特征进行故障线路筛选.采用仿真软件对不同故障条件分别进行仿真,结果表明该方法不受配电网故障初相角、故障点位置和故障点的接地电阻等内外因素的干扰,具有准确性高、对噪声不敏感、数据窗短和对采样频率要求不高等优点.     

基于曼哈顿平均距离和余弦相似度的配网单相接地故障定位

针对有源配电网谐振接地系统发生单相接地故障时现有定位算法灵敏度不足的问题,文中提出一种基于曼哈顿平均距离和余弦相似度的故障定位方法。首先,明确了分布式电源(distributed generator,DG)的中性点接地方式并分析了DG接入的影响;其次,对故障馈线各区段两端的暂态零序电流进行小波包分解,利用曼哈顿平均距离计算其幅值相似度,并基于余弦相似度比较其波形差异,从而构造综合相似度判据,与设定阈值进行比较即可区分出故障区段。最后利用DIgSILENT PowerFactory搭建仿真模型,仿真结果表明该方法在不同故障位置、不同故障时刻以及不同过渡电阻下均能实现准确定位。     

基于DOST能量相似度的有源配电网故障区间定位方法

有源配电网小电流接地系统发生单相接地短路时,通过理论分析得出单个DG接入配电网并不影响零序电流大小的结论,由此提出一种基于离散正交S变换(DOST)暂态零序电流能量相似度的故障定位方法。首先对线路上检测设备上传的暂态零序电流信号进行离散正交S变换,然后利用得到的时频矩阵中的元素计算线路区间两端检测点的能量相似度,能量相似度小于设定的阈值即为故障区间。MATLAB/Simulink仿真结果表明该方法准确有效,适用于有源配电网的故障区间定位。     

基于行波波形综合相似度比较的电缆故障选线

针对现有小电流接地故障行波选线方法高度依赖行波初始波头的不足,通过分析三芯电缆故障行波折、反射过程,提出了基于行波电流波形综合相似度比较的小电流接地系统电缆故障选线方法.该方法首先利用S变换提取电缆故障产生的金属护层接地线行波电流时频信息,然后构造行波电流信号的时频能量矩阵和波形相似度矩阵,进而根据波形相似度矩阵计算每...     

基于暂态零序电流的含光伏电源配电网单相故障定位方法

针对分布式光伏电源接入配电网使得传统配电网继电保护存在可靠性、灵敏性降低的问题,提出了一种考虑母线多分支情况下应用偏度系数来衡量暂态零序电流极性的分布式故障定位方法。分析了分布式电源接入的配电网发生单相接地故障时零序电流的分布特征,发现故障时刻故障区段两端暂态零序电流极性相同,非故障区段两端暂态零序电流极性相反,引入偏度系数来衡量暂态零序电流的极性,实现分布式故障定位。仿真结果表明,该方法能够适用于含分布式光伏电源配电网的故障定位,且在不同的故障条件下具有较强的适用性。     

基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位方法

为了提高中压柔性直流配电网的安全稳定运行能力,提出了一种基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位新方法。通过分析时域内的单极接地短路故障、双极短路故障暂态特性,发现不同故障类型下暂态电流突变点的波形切线斜率不受电容放电形式的影响,暂态电流波形切线斜率与故障点位置构呈反比例型函数关系。利用正、负极电压梯度判别故障类型与故障极,针对不同故障类型,利用线路两端故障暂态电流波形的切线斜率求解故障距离。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性与准确性,其能够在不同故障类型、不同故障距离、不同过渡电阻的情况下精确定位故障点位置。     

基于多源暂态信息融合的单端故障定位方法

该文深入剖析故障暂态信息产生、传输、传变的机理,提出一种基于多源暂态信息融合的输电线路单端故障定位方法。根据故障暂态信号的传输过程和折反射机理,定性分析不同故障位置暂态信号的时-频差异性,揭示故障位置和时频特征量之间的内在联系,挖掘暂态信息中能够充分体现时频域差异性的五种典型故障特征量：各次暂态浪涌到达时间差、幅值、极性,各次暂态浪涌高低频电压幅值比和主频分量波速度。利用五种故障特征量,构建暂态信息融合矩阵,量化分析不同故障条件下,暂态信息矩阵的相似性和差异性,进而实现电力线路的准确故障定位。该文所提方法融合多源暂态特征量,有效地克服了现有故障定位方法对单一特征量准确提取的严重依赖,具备较强的容错性能。理论研究和大量算例分析结果表明：所提定位方法受故障条件影响小,在线路发生末端高阻故障或者电压过零点故障时,仍能准确定位故障位置,可靠性高。     

基于广义S变换能量相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法

小电流接地系统发生单相接地故障后,系统中产生特征较为丰富的电气暂态量。针对健全区段两端的暂态零序电流相似度高,而故障区段两端暂态零序电流差异较大的特点,提出一种基于暂态零序电流的广义S变换能量相对熵的故障区段定位方法。首先,以暂态零序电流作为故障特征量,根据零序电流突变量确定各检测装置上传数据的起始时刻。然后,对馈线上各装置上传的暂态零序电流进行广义S变换,得到其时频矩阵。最后,利用能量相对熵表征各区段两端信号的差异,通过计算比较,确定熵值最大的区段为故障区段。该区段定位方法适用于不同故障点位置、不同故障角、不同过渡电阻情形下的故障定位,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于时频域行波全景波形的配电网故障选线方法

为提高配电网单相接地故障选线的准确性和可靠性,提出一种基于时频域行波全景波形的配电网故障选线方法,融合全景故障特征量实现可靠配电网选线.首先,利用S变换提取各条线路时频域行波全景波形,真实展现故障行波全景特征量,详细分析故障线路和健全线路行波全景波形中幅值、频率和极性的差异性和相似性;然后,利用波形相似度原理,对故障线路和健全线路检测的行波全景波形的差异性和相似性进行量化分析;最后,针对各条线路构建相似度关联系数矩阵,通过计算各条线路综合相关系数,放大故障线路和健全线路行波全景波形的差异性,实现准确、可靠配电网故障选线.所提故障选线方法无需人工设置阈值,大量仿真分析结果表明:该方法具有较高的算法适应性,在3k?高阻接地故障下,仍能实现可靠配电网故障选线.     

Features-clustering-based earth fault detection using singular-value decomposition and fuzzy c-means in resonant grounding distribution systems

The transient zero-sequence current of each feeder in a resonant grounding system is characterized by nonlinearity and nonstationarity when a single-phase-to-ground fault occurs. Because there is a significant difference between the fault transient zero-sequence current waveforms of the fault feeder and the sound feeders, a new fault feeder detection method is presented, based on a time-frequency matrix (TFM) and polarity distribution matrix (PDM) singular values clustering algorithm. By applying a Hilbert-Huang transform band-pass filter and waveform transformation to the transient zero-sequence current waveform of each feeder, the TFM and PDM can be constructed, which are decomposed by singular-value decomposition (SVD). Moreover, the normalized singular values of the TFM and PDM are merged together and are used to form the amplitude-polarity feature matrix (APFM). Thus, the feature quantities including the amplitude and polarity information of each fault transient zero-sequence current waveform are obtained. Then, fuzzy c-means clustering is applied to the APFM so as to detect the fault feeder by dividing the fault feeder and sound feeders into two categories without a certain threshold setting. Simulations were carried out via PACAD/EMTDC® and a physical system under various kinds of fault conditions and factors including asynchronous sample, two-point-grounding fault, and arc fault. Simulated results show that the proposed method has the characteristics of high accuracy and reliability in earth fault feeder detection.     

基于小波AlexNet网络的配电网故障区段定位方法

文中提出一种基于深度网络迁移学习的配电网故障区段定位方法。利用小波包变换(WPT)分解配电网各区段的电量信号,将各节点小波包系数按照低频到高频的顺序重新排列获得时频矩阵,通过颜色编码将时频矩阵转成具有图像性质的像素矩阵,像素矩阵囊括了当前系统的工作状况信息,利用迁移学习AlexNet网络,调整网络结构使其适应于配电网故障区段辨识,通过微调的AlexNet网络自主挖掘像素矩阵的故障特征作为预测变量,利用门控循环单元(GRU)、学习向量量化(LVQ)、朴素贝叶斯分类器(NBC)、极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)等模式识别算法进行故障特征分类,从而实现配电网故障区段定位。针对多分支的线缆混合线路进行实验分析,比较5种模式识别算法的分类效果,得到GRU算法准确率可以达到99.92%,证明了该方法不受故障时刻、故障类型和过渡电阻等因素的影响,可满足配电网对故障区段定位准确度和可靠性的需求。     

基于振荡波多特征融合的变压器绕组故障诊断方法

为了获取更多变压器绕组的状态信息,提高绕组故障诊断的准确性,提出了一种基于振荡波多特征融合的变压器绕组故障诊断方法,该方法联合波形特征和小波包时频图的颜色特征判断故障类型、故障程度和故障位置,结合粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)算法实现变压器绕组状态的智能识别。最后搭建变压器故障模拟试验平台验证方法可行性。结果表明：波形特征、颜色矩、颜色聚合向量特征分别针对故障类型、故障程度及故障位置的空间分布具有分离和聚类特性,且通过PSO-SVM识别的准确率高达95 % 以上,故所提方法能够准确辨识变压器绕组的状态,为现场变压器绕组状态检测提供参考。     

多分支配电网故障定位方法研究与模拟试验

针对配电网拓扑结构复杂、分支众多导致当前行波故障测距成本不断攀升的问题开展研究,改变配电网内分支线路处行波测距装置配置方案,对无测距装置配置的分支提出双端线零模波速差故障测距方法,实现单相故障定位的全覆盖。利用实物电路元件构建配电网模型,在单相故障的模拟实验中使用高速数据采集卡实际提取模量行波波形并计算模量行波波速,进一步贴合生产实际。试验与计算结果表明,本方法测距精度高,稳定性强,使测距成本明显降低,具有实际推广意义。     

基于C型行波法的配电网故障定位的实用研究

提出了利用C型行波法在配电网中进行故障定位的方法。该方法分两步进行,第一步定出故障距离,第二步定出故障分支。在线路始端注入高幅值窄脉冲并检测从线路返回的波形,比较进行自适应滤波后正常和故障两种情况下的波形,得到故障距离。提出行波传输的特征波的概念。通过分析故障录波的特征波,来确定故障分支。将故障测距和故障分支结果结合起来达到精确定位。通过理论分析、ATP仿真及现场实验,并对所得数据进行有效分析,证明了该方法的正确性,也说明该方法在配电网故障定位中是实际可行的。     

基于邻波电流差与随机性的交流串联电弧故障识别

低压电力线路的交流串联电弧故障易引发电气火灾,造成人身财产损失。根据故障的电流突变量幅值与电流变化量的电弧随机性特征,提出了基于电流邻波绝对差与随机性的电弧识别方法。该方法基于故障前后的电流突变量变化规律,以突变幅度作为故障启动判据。然后根据故障周期间电流变化量在不同负载种类、气隙间距下的电弧随机特征时域分布,构建了电弧故障存在性判据。最后通过一维卷积神经网络综合识别电弧故障。当故障支路负载功率占比20%时,所提方法使用未训练干路数据的平均检测准确率为90.97%,可有效检测串联电弧故障,具有较好的适应性。     

基于多端行波时差的配电网故障定位方法

针对现有配电网故障定位方法存在实现复杂、可靠性不高的问题,提出一种基于多端行波时差的配电网故障定位方法.首先,分析故障行波传输特性,提出一种配电网故障状态表达式.根据多端行波时差和双端行波原理计算故障距离理论值.将理论值代入故障状态表达式,搭建故障搜索矩阵和辅助矩阵,通过分析矩阵元素变化特征和数值状态定位故障线路.然后...