利用暂态幅值故障测度的谐振电网故障选线

为了准确检测出谐振电网单相接地故障,提出一种基于暂态幅值故障测度的故障选线方法。通过模量变换,分析发生故障后的故障馈线和正常馈线,利用电流的小波模极大值特性得出零模初始电流小波模极大值的规律。结合此规律和一般故障测度的定义,定义了暂态幅值故障测度。故障馈线的暂态幅值故障测度最大,正常馈线的暂态幅值故障测度大于0且接近于0,据此检测出故障馈线。理论分析和ATP仿真结果表明,该方法能有效准确地检测出谐振电网单相接地故障,不受消弧线圈的影响,证明了该方法的正确性。     

利用小波相对熵值的差异识别输电线路暂态信号的探讨

针对超高压输电线路不同暂态过程产生的暂态零序电流信号发展趋势不同的特点,探讨了将小波分析和信息熵相结合,利用小波相对熵值的差别来识别不同暂态过程的可能性。首先建立了单相接地故障、开关动作、故障性雷击、雷电干扰4种基本暂态过程模型,对暂态信号进行多分辨分析,得到各暂态过程的标准小波能谱矩阵,然后计算各种暂态信号与标准能谱矩阵之间的小波相对熵。仿真结果表明,小波相对熵能较好地体现不同信号小波能谱矩阵之间的差异,将其应用于输电线路暂态信号识别是可行的。     

基于小波包分析的谐振接地系统高阻故障选线方法

配电网谐振接地系统的高阻接地故障处理一直是一个研究重点,由于故障电流微弱、故障发生时刻不确定、受线路参数和随机因素影响等原因,一直缺乏可靠的高阻接地故障选线方法。现根据谐振接地系统单相高阻接地的故障特性,用小波包分析和能量熵相结合对故障暂态零序电流进行分析,将能量熵作为单相高阻接地故障的暂态特征量,可以定量地对复杂的暂态故障信息进行分析。分析故障零序电流暂态信号能量熵分布的规律,定义平均能量熵来统计信号能量的复杂度。提出基于平均能量熵的故障模式分类方法,将单相高阻接地故障分为低频故障、强故障2类故障类型,并且依据不同的故障类型,使用不用的算法进行故障线路的选择,最后使用仿真的数据来证明此方法的正确性和可行性。     

基于多尺度能量统计和小波能量熵测度的电力暂态信号识别方法

电力暂态信号的检测与分类在电力系统暂态保护、电能质量分析等诸多领域得到广泛的应用,暂态信号的有效特征提取是信号分类识别的基础和前提条件。在介绍了电力系统暂态信号的多尺度表示及定义用于特征提取的2种小波分析处理方法(能量统计分析和小波能量熵分析方法)的基础上,建立了单相接地短路、开关操作、电容投切、一次电弧和雷击等5种暂态类型的EMTDC仿真模型,利用能量统计分析和小波能量熵分析方法给出了5种暂态信号在不同状态下随尺度的分布规律。仿真结果表明,部分暂态信号的多尺度能量统计特征和小波能量熵测度的分布表现出一定规律性,是一种有效的特征提取方法,具有一定的可聚类和信号识别能力。该方法为故障信号的分类提供了新的思路。     

基于小波能谱矩阵相似度的电力暂态信号识别

暂态保护技术正呈现加速发展态势,但如何正确识别各类故障和非故障暂态,是暂态保护实用化必须解决的一个最大难题.信号经过小波分析之后得到的小波能谱能很好的反映信号不同时间的能量分布.电力系统中,不同电力暂态信号其时频特性必然不同,其在多个尺度下的小波能谱的分布必然存在差异,因此,在构造小波能谱矩阵的基础上,借鉴数字图像处理中的相似度的思想,提出基于小波能谱矩阵相似度的分类方法.建立各种电力暂态的标准能谱矩阵,计算测试样本的能谱矩阵与各种标准能谱矩阵的相似度,按照相似度最大原则实现分类.对电力系统单相接地故障暂态、线路正常开关操作暂态、电容投切操作暂态和雷电扰动暂态的仿真分析表明,该方法对电力暂态的识别率高.     

应用小波熵的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种利用暂态零序电流小波包能谱相对熵的小电流接地系统故障区段定位方法。该方法根据小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点两侧暂态电流在不同频段下能量值及能量分布存在较大差异的特点,通过馈线上安装的FTU等检测设备,计算并上传特定数据窗内的暂态零序电流小波包节点能量,主站结合网络拓扑计算相邻两检测点改进能谱相对熵,以确定故障区段。提出了小波包能谱熵的改进方法,能够进一步提高故障辨识的灵敏度;提出了利用模极大值选取分析数据窗的方法,能够避免对时误差的影响。通过数字仿真验证了该方法的可行性。     

小波熵理论及其在电力系统故障检测中的应用研究

电力系统暂态信号经小波变换后数据众多，且对故障的判别缺乏定量的手段，所以，挖掘和融合出一个或系列普适量来有效地检测电力系统故障或判别其稳定性至关重要。该文利用小波分析具有时频局部化特性和熵能对系统状态进行表征的特点，将小波分析和熵结合起来，定义了3种小波熵(小波能谱熵、小波时间熵、小波奇异熵)，并给出其算法，揭示了这3种小波熵对系统故障表征的机理，对两种理论信号和基于PSCAD／EMTDC仿真的输电线路故障信号的分析表明，这3种小波熵能反映系统变化，且不受噪声干扰，能够有效地检测出电力系统故障。     

暂态信号特征分量在配网小电流接地选线中的应用

研究了小电流接地系统发生单相接地故障后的暂态信号及其暂态特性,根据线路分布参数的故障模量模型分析了不同接地方式下零序网络的电气量分布规律。介绍了4种基于暂态信号特征分量的选线方法,对不同工况的单相接地故障进行了仿真,比较了各选线方法的性能。仿真结果表明各选线方法受消弧线圈的影响很小。     

基于暂态电流小波熵权的输电线路故障选相方法

在暂态电流信号小波分析结果的基础上,借鉴熵权的概念,给出了小波熵权的定义,提出一种利用高频暂态分量的小波熵权实现故障选相方法。该方法直接利用电流互感器的暂态高频电流,使用小波提取暂态信号特征,对提取的信号特征计算其沿尺度分布的权重,得到暂态信号的小波熵权,由此构造故障选相判据进行选相。基于EMTDC和MATLAB环境,利用该方法对某一典型500 kV线路进行各种故障类型选相的仿真分析,分析表明该方法具有高速、准确的特点,且不受过渡电阻、故障时间及故障位置等因素的影响,具有一定的实用价值。     

基于最大模极大值的配电网故障选线的研究

单相接地故障在配电网中发生的比较频繁,针对配电网单相接地故障选线的研究现状,应用小波变换中信号奇异性检测的理论对故障后的暂态电流进行分析,提出基于最大模极大值比值的单相接地故障选线的方法。该方法能适应配电网中的不同故障模式。选线准确性高。仿真验证了该方法的可行性。     

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LCD能量相对熵的小电流接地故障选线方法

针对小波变换不具有自适应性、易受小波基种类影响的问题,及经验模态分解EMD（empirical modal deco-mposition）存在的模态混叠现象,提出了一种基于局部特征尺度分解LCD（local characteristic-scale decomposi-tion）和能量相对熵的故障选线新方法。首先利用具有自适应性、抗混叠性的LCD对各线路暂态零序电流进行分解,计算各频带暂态能量;再结合能量相对熵对信号间的细微差异进行识别放大,根据各条线路综合能量相对熵的大小进行选线。通过在Matlab仿真平台上搭建具有5回出线的10 kV线缆混合配电网发生单相接地故障的模型,验证了所提方法不受故障合闸角、故障距离和过渡电阻的影响,可实现正确选线。     

风电经柔性直流电网外送系统的交流故障诊断与穿越控制策略

在风电柔性直流电网中,交流故障的快速定位和穿越是需要解决的主要问题之一。该文首先分析直流电网下不同位置及不同性质交流故障的暂态特性,提出一种新型的暂态能量转移指标——潮流转移熵。基于潮流转移熵对不同交流故障的敏感性,提出异地交流故障检测与定位方法,设计无需远距离通讯的源侧暂态能量耗散策略。进而提出故障性质判定方法,并针对永久性交流故障设计风电场和耗能电阻的协调配合控制策略。最后通过PSCAD仿真验证提出的故障诊断和穿越方法的有效性,在该方法下,系统能够在任何受端发生瞬时性或永久性交流故障均实现不间断运行。     

基于近似熵的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种基于暂态零模功率近似熵的故障区段定位方法。该方法在计算出各检测点暂态零模功率近似熵值的基础上,通过求取近似熵比例因子数值与控制主站中事先设置的阈值进行比较,若该因子值大于阈值,则判定为健全区段;若小于阈值,则判定为故障区段。大量的ATP仿真实验表明,无论是中性点不接地系统还是经消弧线圈接地系统,对于任意初相角和过渡电阻值时,该方法均能有效判定出故障位置,并且在5 000 Ω高阻接地故障时,仍然有良好的表现。通过比例因子之比曲线衡量阈值设定时裕度的大小,最终确定该故障定位方法在各初相角条件下的最佳性能工作区间。     

基于改进LMD和能量相对熵的主动配电网故障定位方法

针对配电网发生单相接地故障且分布式电源（distributed generations, DGs）大量接入后,配电网结构和运行方式复杂多变、故障后电气量不明显、故障特征弱等特点,提出一种基于改进局部均值分解（improved local mean decomposition, ILMD）和能量相对熵的主动配电网故障定位方法。首先,利用镜像延拓将信号在两端延拓,消除LMD存在的端点效应,同时,在信号中加入自适应噪声,克服LMD存在的模态混叠问题,对各区段暂态零序电流进行ILMD分解;然后对分解后所有乘积函数（product function, PF）的能量相对熵进行计算,所有PF分量的相对能量熵之和即为区段间的相对能量熵,通过所设置的定位判据,对故障区段进行判断。仿真结果表明,所提算法在10 kV小电流接地系统和改进的IEEE33节点系统中,在不同的仿真条件下故障定位结果准确率高,验证了所提方法的准确性。     

基于S变换特征频率序列的小电流接地系统故障区段定位方法

提出了一种基于特征频率序列经多重组合方式判定的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法。该方法对一条馈线上各检测点的暂态零模电流纯故障分量经S变换,以暂态能量最大时对应的频率点为基准,选取出特征频率序列。将一整条馈线作为系统,求取出任意相邻两检测点的暂态零模电流能量相对熵值。采用多重组合方式对求取的的熵值进行比较,待所有组合方式比较完毕后,将出现次数最多的"可能故障区段"判定为故障区段。采用相对熵值衡量波形的差异性,特征效果明显;运用多重组合方式进行判定,可提高定位结果的可信度。     

基于极点对称模态分解的配电网单相接地故障区段定位技术

配电网发生单相接地故障后,系统中将产生丰富的暂态电气量。利用故障点上游暂态零序电流幅值远大于故障点下游及正常线路的特征,提出一种基于暂态零序电流极点对称模态分解(ESMD)的配电网故障区段定位方法。基于实际配电网线路参数搭建典型缆-线混联仿真模型,对故障后暂态零序电流进行极点对称模态分解并构造相应的暂态能量函数,将构造所得的暂态能量函数作为评价各测点暂态零序电流幅值强弱的指标进行故障区段定位。仿真结果表明所提方法可有效提取故障特征,对各种故障工况适应性强,且各测点仅需上传1个暂态能量值,可有效降低通信要求、节约硬件投资成本。     

基于参数优化VMD和能量相似度的配电网故障区段定位方法

针对配电网发生单相接地故障时故障特征微弱且易受外界噪声干扰的问题,提出了一种基于参数优化变分模态分解(VMD)与能量相对熵相结合的故障区段定位方法。首先通过鲸鱼优化算法优化后的VMD分解故障零序电流得到若干个反映局部信号特征的本征模态分量(IMF),进而求取各IMF分量的Hilbert边际谱,选取能量最大的分量作为故障零序电流的暂态主频分量,利用能量相对熵衡量相邻检测点暂态主频分量的能量差异,计算比较,确定熵值最大的区段即为故障区段。仿真结果表明,本方法不受故障位置、故障初相角等不同故障条件的影响,且在有噪声干扰时仍可实现高正确率故障区段定位。     

基于小波包能量熵判别的高压输电线路单相自适应重合闸

提出了利用小波包能量熵来判别故障性质的单相自适应重合闸新方法.介绍了小波包能量熵的概念,引入能量修正因子对能量熵定义进行了改进,以获得更高的判别灵敏度.分析对比了2种故障相电压的特点,从原理上揭示了在二次电弧能量较大的频段,2种电压信号能量时间分布明显不同:计算表明2种故障情况下低频节点熵值M3.0比较接近,而在高频段节点处瞬时性故障的熵值要大得多.最后,提出利用高频节点特征频带的熵值均值作为判别指标.理论分析和基于EMTP/Matlab仿真结果表明:该故障判别方法能快速准确地识别故障性质,且灵敏度不受系统运行方式、过渡电阻、故障位置和振荡电压幅值等因素的影响,对二次电弧模型精度要求也不高,具有较好的适应性.