基于压缩感知理论的小电流接地故障选线法

将一种全新的信号处理方法——压缩感知理论应用于小电流接地故障的选线中．采用压缩采样方法对故障前1／4周期到故障后1／4周期各线路零序电流进行低频压缩采样．然后通过恢复算法对所采信号进行精确重构。对承构信号采用小波去噪后进行经验模态分解（empirical mode decomposition．EMD）,选出各线路零序电流最高频IMF分量作差分运算．依据故障线路零序电流最高频IMF分量在故障发生时刻的一阶差分板性和健全线路相反的原则实现故障选线。Matlab仿真试验表明该方法不受采样频率限制．选线结果具有较高的准确度．     

基于EMD与FIR滤波的小电流接地故障选线方法

针对小电流接地系统发生单相接地故障时,各线路零序电流暂态分量复杂、非平稳、非线性、受噪声干扰严重的问题,提出一种小电流接地系统故障选线新方法。该方法通过EMD(empirical mode decomposition)算法对各线路零序电流进行分解,提取高频分量,再用FIR滤波器对各线路零序电流高频分量进行滤波,选择含暂态特征最明显的有效频带,最后比较有效频带的能量大小进行选线,通过仿真验证该方法准确可靠性。     

基于改进EMD与关联维数的谐振接地故障选线方法研究

为解决谐振接地系统故障选线不准确和不实用的问题,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)与关联维数相结合的选线方法.采用改进的镜像延拓方法对传统EMD进行改进.将改进EMD方法应用于零序电流分析中,对分解得到的本征模态函数(IMF)中高频分量占比较高的前3个相加作为对应线路的特征频段.使用自相关法和改进的Cao法确定各线路特征频段的时间延迟参数和最佳嵌入维数,接着采用G-P算法进一步计算各线路特征频段的关联维数,利用故障线路和健全线路关联维数之间的大小差异进行故障选线.最后,仿真实验验证了所提方法的准确性和实用性.     

基于模糊熵和离散Fréchet距离的小电流接地系统故障选线方法

根据故障线路与非故障线路的故障特征,提出一种基于模糊熵和离散Fréchet距离的小电流接地系统故障选线方法。首先,利用完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对各线路暂态零序电流进行分解,并根据峰度和连续均方误差选取特征IMF分量,然后对各线路特征IMF分量求取相关系数,构造相似特征矩阵,判断其是线路故障或是母线故障。若为线路故障,对各线路特征IMF分量进行模糊信息粒化,然后将各线路粒化后的三组Low,R,Up分别混合叠加,并求取离散Fréchet距离,结合隶属函数,求取加入复杂影响因子的模糊熵,构造复杂特征矩阵,最后利用双重特征矩阵进行故障选线,经过大量的仿真分析证明该选线方法的准确性,不受过渡电阻和故障合闸角的影响,且抗噪能力强。     

基于EEMD和能量法的谐振接地配电网故障选线研究

提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）的谐振接地配电网暂态量选线新方法。提取故障发生后各线路1／4周期暂态零序电流作为数据窗长度,用EEMD将1／4周期暂态零序电流分解为有限个固有模态函数（IMF）分量和一个剩余分量 r;将每条线路的IM F分量与原始信号做相关分析,选出与原始信号相关程度最大的前3个IM F分量作为暂态零序电流特征IM F分量,计算特征IM F分量和剩余分量的能量和作为线路的固有模态能量;计算各线路的固有模态能量权重因子,比较能量权重因子的大小选出故障线路。为了判断母线故障,选出能量权重因子最大的前3条线路做进一步比较。该方法利用暂态量,不受消弧线圈影响,可以同时适用于中性点不接地和谐振接地配电网,而且针对故障条件比较苛刻的高阻接地和小角接地故障同样适用。MATLAB仿真验证了方法的正确性。     

基于EEMD能量熵的配电网单相接地故障选线方法

提出了基于EEMD能量熵的配电网单相接地故障选线方法。首先通过集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition, EEMD）方法提取线路零序电流的故障特征信息,得到一系列零序电流IMF分量和余项,然后计算线路零序电流IMF分量的能量,并构造零序电流IMF分量的能量熵,最后通过比较能量熵值来进行故障选线。理论分析及仿真结果表明,该方法应用于故障选线具有较高的准确率和可靠性。     

采用Hilbert谱带通滤波和暂态波形识别的谐振接地系统故障选线新方法

利用谐振接地系统发生单相接地故障后,非故障线路的暂态零序电流波形相似,而故障线路暂态零序电流波形与非故障线路差别较大的特点,提出一种基于故障暂态零序电流波形时频局部特征识别的接地选线新方法。将故障后各线路首个工频周波内的零序电流波形经Hilbert谱带通滤波分解为多频带分量,在时域上对各频带分量做等间隔划分,得等面积的时频小块,以其面积为元素生成各线路的分块时频谱矩阵,进而综合运用相关系数法及欧氏距离法求取各线路相对于其他线路的综合相似系数,结合选线判据确定故障线路。仿真结果表明,该选线方法能适应各种故障条件及影响因素,具有裕度高,选线准确等特点。     

基于经验模态分解的配电网故障选线方法研究

随着消弧线圈自动跟踪补偿技术的不断发展,在谐振接地系统中将难以通过时域幅值来进行故障选线。从故障后信号频域角度出发,提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的配电网故障选线新方法。利用EMD将故障后5 ms内的零序电流按照频率大小进行分解,通过分解后得到的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)提取其最高频成分;通过零序电流的故障相角对故障线路进行预判,得到初步结果;最后通过零序电流和IMF峰值计算出选线结果的正确性权值,从而对选线结果进行判定。仿真实验结果表明,该方法对配电网故障选线准确性高。     

基于2阶累加生成相关性的谐振接地系统故障选线方法

根据电感电流与电容电流的关系,提出一种基于2阶累加生成相关性的谐振接地系统故障选线方法。单相接地故障发生后,首先,奇异值分解两周期内的原始暂态零序电流,得到一系列特征分量,并计算各特征分量与原始暂态零序电流的相关系数;然后,小波阈值算法处理相关系数大于阈值的特征分量,并重构以得到纯净的暂态零序电流;其次,为凸显数据形态和表征信号的内在发展趋势,2阶累加生成(2-AGO)方法处理各线路暂态零序电流信号获得本征趋势分量,并对其进行自然对数变换。最后,计算各线路综合相关系数,并选取最小综合相关系数对应的线路为故障线路。理论分析和仿真结果均证明了所提选线方法的准确性,可靠性和强抗噪性。     

EMD及其能量变化曲线在小电流接地系统故障选线中的应用

当谐振接地系统发生单相接地故障后,所有馈线零序电流的暂态信号中包含大量的特性复杂的非平稳、非线性信号,在此基础上提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和其能量变化曲线的单相接地故障选线方法。EMD方法的优势在于其强大的适应性,能通过信号自身的变化规律来对其进行分解;而能量曲线能够比幅值更好的对故障线路和非故障线路进行鉴别。首先对各条故障线路的零序电流进行EMD处理,然后取其一阶本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)并求其能量曲线,最后根据所构建的选线信心度的大小来进行故障选线。仿真与实验的结果证明了该方法有较高的可靠性与实用性。     

基于重构误差及多尺度交叉样本熵的谐振接地系统故障选线

针对大量应用电缆线路导致的谐振接地系统单相接地故障时选线正确率下降的问题,提出一种基于计算馈线暂态零序电流重构误差及其低频分量多尺度交叉样本熵的故障选线方法。谐振接地系统单相接地故障时由于消弧线圈补偿作用,故障线路暂态零序电流相位、周期变化均与健全线路不同。利用相位变化不同,通过同步挤压小波逆变换对暂态零序电流进行重构并计算误差。利用周期变化不同计算暂态零序电流低频分量多尺度交叉样本熵。重构误差、交叉样本熵之和均为最大值的线路即为故障线路。大量仿真结果证明,该方法受不同故障条件影响较小,可靠性高,抗干扰性强。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

基于聚类分析和相关分析的故障选线方法

为准确选出谐振接地系统单相接地故障线路,提出一种相关分析与聚类分析相结合的选线方法。根据系统单相接地故障后零序暂态电流在故障线路和健全线路的差异,首先运用相关分析得到各线路零序暂态电流的综合相关系数并以此选取候选故障线路;然后求取各线路零序暂态电流之间的综合欧氏距离,以综合欧氏距离为基础对各线路进行聚类分析,依据聚类结果结合相关分析得到的候选故障线路最终确定故障馈线。理论分析和大量仿真结果表明,该方法可以有效避免运用相关分析法时因各线路零序电流相关性减弱造成的选线误判问题,并且选线结果准确、可靠。     

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段，论证了在选定频段（SFB）内，小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反；应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解，小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性；在SFB内按照能量最大的原则，确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点，通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性，自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明，该方法能够准确、可靠地实现电缆-架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。     

配网缆-线混合线路故障选线相对能量法

配电网发生单相接地故障时,故障零序电流首半波暂态能量集中,故障信息丰富,提出了一种利用特征频带相对能量的自适应故障选线方法.利用形态滤波器对各条线路暂态零序电流进行滤波预处理.应用小波包分解,按照能量最大的观点确定各条线路暂态零序电流的特征频段,剔除稳态分量及其他频带信息,提高选线的裕度.通过比较特征频段下故障后一个周期内首个1/4周期和最后1/4周期的相对能量大小,形成故障选线判据.理论分析及大量的仿真结果表明,该方法有效提取并充分利用了故障暂态信息,放大了故障暂态特征,避开了电流互感器饱和引起的间断角对选线准确性的影响,对于配网缆-线混合线路故障选线,该方法准确、可靠.     

基于粗集理论的小电流接地系统故障选线

分析了小电流接地系统中基于小波包的故障选线方法工作原理，证明了在故障线路暂态零序电流信号采样后能量损失较大时，该方法失效。为了克服该方法的局限性，提出了一种基于粗集理论的改进故障选线方法。将提取的暂态零序电流故障特征作为条件属性，信号增强倍数作为决策属性，构成一个决策系统。通过对决策表的约简，得到决策系统的最小决策算法，从而实现信号增强。再利用小波包变换对增强的信号分解，实现故障选线。ATP-EMTP仿真表明，该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。     

基于VMD和相关性聚类的谐振接地系统单相接地故障选线

通过分析谐振接地系统的故障暂态零序电流组成及特性,提出了一种基于暂态非工频分量相关性聚类的故障选线方法。首先,将变分模态分解和快速傅里叶变换相结合,准确分离暂态零序电流中的工频分量和噪声信号,得到暂态非工频分量。然后,采用局部加权回归算法对各出线的非工频分量进行平滑处理,获得线路非工频分量的整体趋势,计算各出线的相关系数矩阵。最后,通过免阈值设定的K-means聚类算法实现故障选线。仿真结果表明,所提出的选线方法能够准确选取故障线路,选线结果不受故障电阻、故障初相角等因素的影响,且具有较好的抗噪能力。     

基于多孔算法的小电流接地系统故障选线算法

在比较分析传统故障选线方法的基础上,分析了故障零序暂态电流的分布规律,提出了一种利用多孔算法分频特性与单支重构提取有效频带的故障零序暂态电流信息的方法,构造出了能反映该算法选线有效性的故障测度函数,从而实现故障选线.理论分析和大量ATP仿真试验表明所提出的算法是有效、可靠的,适用于中性点接地方式不同的小电流接地系统.     

基于Bhattacharyya距离的小电流接地故障选线

提出一种基于Bhattacharyya距离测度零序电流相似性的配电网小电流接地系统故障选线方法,克服小波变换等暂态选线方法存在的难以确定能量频段的问题.通过对不同故障条件下小电流接地系统零序电流分析,发现故障后半个周波内故障线路和非故障线路的暂态波形相似度很低,而非故障线路之间的相似度很高.为此,提出了采用Bhatta...     

基于粗集理论的小电流接地系统故障选线

分析了小电流接地系统中基于小波包的故障选线方法工作原理，证明了在故障线路暂态零序电流信号采样后能量损失较大时，该方法失效。为了克服该方法的局限性，提出了一种基于粗集理论的改进故障选线方法。将提取的暂态零序电流故障特征作为条件属性，信号增强倍数作为决策属性，构成一个决策系统。通过对决策表的约简，得到决策系统的最小决策算法，从而实现信号增强。再利用小波包变换对增强的信号分解，实现故障选线。ATP-EMTP仿真表明，该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。