计及分布式电源注入谐波的单相接地故障联合选线

随着配电网线路安全运行要求的提高,分布式电源注入的谐波会使得现有的选线方法失效,且单一判据的故障选线方法愈加难以胜任复杂配电网系统发生单相接地故障后的选线工作。因此文中提出了计及分布式电源注入谐波的谐振接地系统单相接地故障联合选线。针对谐振接地系统中出现单相接地故障后,故障线路与健全线路的暂态零序电流相位、周期变化不同的特点,先根据低频周期差异用多尺度交叉样本熵计算暂态零序电流,再根据高频相位差异用加权暂态能量法及同步挤压小波变换计算高频暂态零序电流的重构误差。此外,使用加权暂态能量法控制计算量并通过多尺度交叉样本熵、加权暂态能量和重构误差3个判据判定故障线路。实验结果显示,文中的联合选线法受不同故障条件的影响小,准确性高,抗干扰性强。     

基于GA优化BP神经网络的有源配电网高阻接地故障选线方法

当配电网发生高阻接地故障时,逆变型分布式电源的接入会向零序网络中注入不平衡的谐波电流,改变原有故障特征的分布规律,导致传统高阻故障选线方法失效。考虑光伏电源接入对配电网的影响,提出了一种基于GA优化BP神经网络通过融合多种故障特征的有源配电网高阻接地故障选线方法。首先,利用Matlab/Simulink搭建谐振接地系统仿真得到选定周波的故障零序电流,根据小波包变换从中提取小波包能量熵和模极大值,并将其作为数据样本。然后,将数据输入优化后的网络中进行训练,得到能够实现智能选线的机器学习模型。最后,算例分析表明该方法较传统算法提高了迭代速度和训练精度,在多种复杂故障条件下具有良好的选线容错率,且具有一定的抗噪能力。     

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。     

采用形态学峰谷检测的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统发生单相接地故障时暂态量十分丰富。文中对各线路发生故障后1/4周期零序电流的短窗数据进行小波变换,剔除工频所在频带,按能量和最大的原则选取特征频带,并对特征频带下重构的小波系数进行形态学峰谷检测。故障线路零序电流首波头峰谷形态与各线路零序电流首波头整体的峰谷形态相反,据此构成故障选线判据。仿真分析和实录数据验证均表明所提方法选线准确、可靠性高。     

基于暂态非工频零序电流的含DG新型配电网的接地选线方法

含分布式电源的配电网发生单相短路故障时,各相短路电流的分布情况随分布式电源容量的变化而发生变化,但各线路首端零序电流的特征不会改变,即全系统健全线路的零序电流之和等于故障线路首端的零序电流,且两者的非工频零序电流的方向相反,可继续利用这一特征识别故障线路。利用希尔伯特-黄变换提取各线路的非工频零序电流分量,再求取各线路非工频零序电流的能量权重系数;利用数字陷波器取出各零序电流的5次谐波分量。当5次谐波分量有相同极性时,故障发生在母线上;当某条线路的能量权重系数最大,且其他线路5次谐波分量的极性与该条线路相异时,故障发生在该条线路上。通过仿真实验证明,该方法适用于小角接地故障、高阻接地故障及线路末端故障等不利于实现选线的故障,且该方法有较高的准确度和可靠性。     

一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法

为了提高配电网单相接地故障选线方法的精度和鲁棒性,重点分析了谐波小波的表达式及谐波小波变换算法,在这基础上提出了一种基于谐波小波的单相接地故障选线方法。该方法首先在线路出口处并联谐振滤波装置,改变线路出口处的特征阻抗,然后将采样到的故障信号运用谐波小波变换算法完成对暂态电流特征频带内电流成分提取,最后通过比较特征频带内暂态电流能量幅值及能量衰减系数实现故障选线、选相。仿真实验表明该方法选线精度高而可靠,具有较高的工程应用价值。     

谐振接地系统暂态波形差异性识别法接地选线

利用谐振接地系统发生单相接地故障时,故障线路与非故障线路间的暂态零序电流波形差异性大于非故障线路间的暂态零序电流波形差异性的特点,提出一种基于暂态波形差异性识别的接地选线新方法。对各线路故障暂态零序电流波形进行小波包分解、重构及信号增强处理,根据各频带频率大小确定该频带的时间窗的划分数量,求取各组时间窗波形的分布特征矩阵及其相互间的相对熵,用于衡量同组时间窗波形间的差异程度,采用等权重投票法统计各频带各组时间窗的初步选线结果并确定故障线路。大量仿真结果表明该选线方法选线准确、可靠。     

基于特征频带暂态无功功率的配电网故障选线新方法

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近特征频带选取结果不准确、保护装置采样不同步等问题,详细分析了零模网络下配电线路的相频特性,并据此提出一种基于特征频带暂态无功功率相关性检测的选线新方法。首先,对各出线暂态零模电流与母线差分零模电压进行交叉小波变换,将二者相关性较强且相位差稳定的区域作为故障选线的时频窗。然后,利用时频窗内暂态电压电流信号的幅值与相位信息计算得到暂态无功功率。最后,根据特征频带内故障线路暂态无功功率与非故障线路暂态无功功率流向相反的特点,利用互相关函数算法对各出线暂态无功功率的相关性进行检测,确定故障线路。理论分析和仿真结果表明,所提方法不受故障初始角、同步误差、噪声干扰等因素的影响,对高阻以及弧光接地具有较强的适应性,且适用于分布式电源接入的配电网单相接地故障选线。     

基于交叉重叠差分变换关联性分析的配电网故障选线

线缆混合线路的谐振接地系统的自由振荡频率一般在300～3 000Hz之间,且故障初期,配电网暂态信息丰富,交叉重叠差分(SOD)变换能反映零序电流的暂态特征,因而提出基于SOD变换关联性分析的单相接地故障选线方法。结合零序电压梯度和作为选线的启动,提高了选线的灵敏性及快速性。通过小波变换提取出暂态零序电流0～2.5kHz频带的信息,并对其作SOD变换。经SOD变换后,增大了健全线路之间的相似性以及健全线路与故障线路之间的差异,故对SOD变换的结果进行关联性分析。通过关联性分析形成故障线路判别矩阵,若故障线路判别矩阵中全为"1"则为母线故障,否则判别矩阵中"-1"所对应的线路即为故障馈线。仿真表明,该方法有效性几乎不受故障的初始角度、过渡电阻和故障位置的影响,选线结果准确、可靠。     

利用暂态波形伸缩变换的谐振接地系统故障选线方法

谐振接地系统单相接地时,非故障线路间暂态零序电流波形的相似度高于故障线路与非故障线路暂态零序电流波形的相似度。非故障线路间的相似度主要与线路对地分布电容有关。采用2条线路对地等效电容的比值对暂态零序电流波形进行伸缩变换,以提高波形间的相似度及选线裕度。基于分段相平面分析,求出各线路伸缩变换后暂态零序电流波形的各段相平面轨迹到确定点的欧氏距离,构造可综合表征暂态零序电流波形幅值和极性信息的特征矩阵,对特征矩阵做模糊K均值聚类,选出故障线路。在噪声干扰、电弧故障、采样不同步、不同时间窗等情况下分别对所提方法进行仿真验证,结果表明所提算法适应性强,选线准确、可靠。     

小电流接地系统单相故障选线的一种新方法

提出一种比较各条线路的暂态零序电流高频分量进行故障选线的新方法.应用在时频空间具有良好聚焦特性的小波包,以适当频带宽度,对故障后暂态量进行分解,利用故障电流的3次谐波进行分析.仿真结果表明,该选线方法故障特征明显,可以准确地实现单相故障选线.     

小电流接地系统单相故障选线的一种新方法

提出一种比较各条线路的暂态零序电流高频分量进行故障选线的新方法。应用在时频空间具有良好聚焦特性的小波包，以适当频带宽度，对故障后暂态量进行分解，利用故障电流的3次谐波进行分析。仿真结果表明，该选线方法故障特征明显，可以准确地实现单相故障选线。     

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Adaboost的配电网单相接地故障选线

及时准确地检测出故障馈线在谐振接地系统中一直是研究的热点,传统的检测方法一般采用单一故障馈线检测方法,如小波变换法、暂态能量法、五次谐波电流法等。但是这些方法只考虑了部分故障信息,选线的可靠性较低。本文提出了一种基于离散小波包变换(DWPT)和机器学习的故障选线新方法。对采集到的各馈线暂态零序电流信号做DWPT处理获取时频矩阵,采用统计量对时频矩阵做特征量提取。通过不同故障条件下的大量训练样本形成Adaboost分类器实现故障选线,利用基于PSCAD/EMTDC软件搭建10kV配电网模型。测试结果表明,所提故障选线方法具有较好的识别率。     

基于小波包原理的小电流接地系统的故障选线

利用在时频空间皆具有良好聚焦特性的小波包,对小电流接地电网单相接地故障的暂态零序电流进行分解。提出一种基于波形辨识的选线方法,即根据在暂态零序电流的高频段,发生线路故障时故障线路与非故障线路暂态零序电流方向相反,母线故障时各出线暂态零序电流方向相同这一特点对经小波包分解的2个非连续高频段的小波包系数进行极性比较。并对其结果进行统计、排序后选出故障线路。该方法最突出之处是对混入选线程序的少量干扰信号先放进,后剔除其对选线结果造成的不良影响。这大大提高了选线方法对各种配电网的适应能力和抗干扰能力。     

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。     

基于人工免疫算法的小电流接地故障选线

小电流接地系统的单相接地故障选线问题一直没有得到很好的解决,通常采用的单一故障选线方法如小波变换法、五次谐波电流法和零序电流有功分量法等只能对部分故障信息进行处理,选线可靠性不高,因此提出了基于人工免疫算法的小电流接地故障选线方法。利用小波包变换和FFT算法提取零序电流的暂态、五次谐波和有功分量故障特征作为免疫系统的抗原,利用训练样本对该免疫系统训练后得到记忆集,利用抗原和记忆集的亲合度实现故障选线。ATP仿真结果表明该方法得出的选线结果具有较高的精度和较强的鲁棒性。     

基于短窗数据S变换能量的缆-线混合配电网络故障选线方法

单位长度的电缆线路与架空线路相比,电感较小但耦合电容要大许多倍.缆-线混合的配电线路,较短架空线路发生单相高阻接地时,可能会出现健全线路零序电流波形的相似性变差,故障线路与某些健全线路的零序电流波形较为相似的情况,将导致基于相关分析进行故障选线的方法失效.在分析缆-线混合线路各馈线零序电流故障特征频率可能不一致的基础上,为避开TA饱和引起的间断角,选取故障后1/4周期各馈线零序电流的短窗数据,利用S变换确定配网故障零序电流的主导特征频率,并比较此主导特征频率上各馈线零序电流的S变换能量来实现故障选线.理论分析和仿真验证表明,该方法选线准确、可靠.     

基于人工免疫算法的小电流接地故障选线

小电流接地系统的单相接地故障选线问题一直没有得到很好的解决,通常采用的单一故障选线方法如小波变换法、五次谐波电流法和零序电流有功分量法等只能对部分故障信息进行处理,选线可靠性不高,因此提出了基于人工免疫算法的小电流接地故障选线方法.利用小波包变换和FFT算法提取零序电流的暂态、五次谐波和有功分量故障特征作为免疫系统的抗原,利用训练样本对该免疫系统训练后得到记忆集,利用抗原和记忆集的亲合度实现故障选线.ATP仿真结果表明该方法得出的选线结果具有较高的精度和较强的鲁棒性.     

含DG的小电流接地系统单相接地故障定位

对比分析含分布式电源(DG)与不含DG的小电流接地系统在发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,得出DG的加入不影响各线路的暂态零序电流分布。因暂态零序电流中存在多个频率分量,虽然对于某一频率而言,故障线路与健全线路电流相位(方向)相反,但多个频率的叠加会使得这样的方向性变得模糊。采用小波变换的Mallat算法对各线路的暂态零序电流进行分解和重构,从而获得低频逼近部分aN和高频细节部分dN。据此,提出选线判据:对于含DG的小电流接地系统,在暂态零序电流的初始阶段,故障线路暂态零序电流的细节分量幅值是所有健全线路的幅值之和,相位与健全线路相反。最后,建立仿真模型,对含DG的中性点经消弧线圈接地系统和中性点不接地系统进行了仿真实验,实验结果证明该方法故障判别准确,选线灵敏度高,实用性强。