基于特征频带小波包分析的小电流接地故障选线研究

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性。     

Ground-fault Protection Based on Feature-band Wavelet Packet Analysis for Non-effectively Grounded Power System

分析了小电流接地系统单相接地故障时基波稳态零序电流、暂态零序电流和谐波零序电流的故障特征,并在此基础上确定了在进行小电流接地故障选线时应从零序电流暂态信号中提取故障特征量,提出了基于故障暂态电流特征频带小波包极性的选线算法,结合PSCAD仿真试验数据对选线算法进行了算例分析,并验证了算法的准确性.     

一种谐振接地系统电弧高阻接地故障选线新方法及仿真

提出了一种电弧高阻模型,并针对谐振接地系统电弧高阻接地故障选线问题,提出一种基于希尔伯特-黄变换和概率神经网络的选线新方法。采集每条线路在单相接地故障发生时的零序电流暂态信号(一个周波,故障前1/4个周波和故障后3/4个周波)进行EMD分解,计算各条线路的特征固有模态能量。将各条线路的特征固有模态能量输入到PNN网络,实现故障线路自动识别。运用Matlab软件对电弧高阻接地故障、混合线缆系统接地故障分别进行了选线仿真,并进行了噪声干扰试验,验证了该方法的可行性与准确性。     

中性点谐振接地的配电网故障选线方法

应用在高频空间具有良好聚焦性的小波包工具,对故障后线路中的暂态零序电流进行分解,提取暂态零序电流在选定频带内的高频分量,以故障线与非故障线的零序电流高频分量之和的测度和故障线与非故障线的电流测度之和作为系统故障的特征信息,提出一种新的基于零序电流高频分量的故障选线判别方法;以自定义系统的故障特征值为主判据、故障电流高频分量为辅助判据实现故障类型的判断。通过实验仿真证明,提出的这种故障选线的判别方法有较强的抗白噪声干扰能力以及它不受系统中性点接地方式的影响,故障选线准确率更高。可适合于各种不同接地方式的配电网的单相接地故障选线。     

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。     

基于特征融合与ELM的小电流接地选线新方法

目前已有的利用单一故障特征选线办法受过渡电阻、故障合闸角及故障位置等因素的影响，普遍存在抗噪性差、准确度不高等问题。鉴于此，提出一种融合暂态高频能量与波形相关性故障特征的极限学习机(ELM)小电流接地选线新方法，采用变分模态分解和希尔伯特变换提取零序电流中的暂态高频能量，通过对零序电流相关性分析提取暂态波形综合相关系数，两者共同构成故障特征向量，输入免阈值设定的ELM模型，实现故障选线。通过大量仿真对所提方法的有效性进行验证，结果表明该方法抗噪性好且基本不受过渡电阻、故障合闸角及故障位置等因素的影响。经文中变电站接地故障数据实例对该方法进行验证，结果表明该方法选线准确率可达100%。     

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。     

基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法

小电流接地系统在发生接地故障时,为了防止故障范围扩大,需要快速选择故障线路并跳开。传统的小电流接地故障选线方法存在故障特征不显著的难点,使用暂态零序电流作为特征参量,利用接地故障发生时接地相暂态零序电流极性特点,提出了基于分段仿射传播聚类的小电流接地选线法。首先,在故障发生时提取各线路暂态零序电流波形。其次,使用本文提出的分段仿射传播聚类算法,形成各线路暂态零序电流波形的聚类结果代码,进而通过离散度分析识别出故障线路。最后,基于RTDS系统进行了仿真试验。试验结果表明:本文提出的故障选线算法可以准确识别故障线路,具有较高的鲁棒性。     

配电网混合线路单相弧光接地故障检测新方法

暂态量是单相接地故障最显著的特征,但暂态零序电流持续时间较短,对故障检测造成困难。基于暂态零序电流包含大量的高次谐波且持续时间可达到约一个周期,提出如下配电网混合线路单相弧光接地故障检测新方法:建立Habedank电弧模型,通过分析暂态零序电流的频谱特性,求取其特征频带,滤取特征频带内的暂态零序电流实现接地故障检测,并用方向信息进行校验。仿真分析结果验证了该算法具有快速、准确、抗干扰性好的特点。     

配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法

小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障，现有的基于稳态零序电流的故障选线方法，受弧光接地，运行方式因素的影响较大，选线精度并不理想，文中在充分研究电弧故障暂态零序电流变化的基础上，指出电弧因素对故障选线准确性的影响，由于对称分量法对接地故障进行暂态分析十分不便，文中采用Clarke变换，并运用小波变换技术建立新的基于暂态电气量的选线方法，应用EMTP对电弧接地故障进行了仿真，在不同采样频率以及不同的A／D分辨率情况下进行了大量的仿真试验，结果表明该方法是正确，有效的，而且具有较强的鲁棒性。     

基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位

为了提高配电网单相接地故障的定位准确率,提出一种基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位方法。通过PSCAD实现故障仿真,构建卷积神经网络(CNN)学习所需图像集。根据单相接地故障的两值性和分化性特征,基于Python编程进行图像预处理,采用VGGNet11网络结构对预处理后的字节形式故障样本进行训练,得到故障区域定位模型,并可视化分析模型分类效果。典型10 kV配电网模型数字仿真及现场试验均表明,所提方法能够准确实现故障区域定位,不受系统接地方式、故障电阻和初始相角的影响。可采用暂态录波型故障指示器采集线路暂态零序电流,信号获取方便。     

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NGO-VMD-DE的单相接地故障信号特征提取

针对电力系统输配电线路发生单相接地故障时,电气设备的电磁环境干扰,故障零序电流成分复杂等原因导致故障特征信息提取困难,变分模态分解参数人为确定导致其对零序电流分解效果差,常用的熵运算慢,鲁棒性差,进而后续选线准确率低的问题,提出了一种新的基于NGO-VMD-DE的单相接地故障的零序电流故障特征提取方法。首先,通过北方苍鹰优化算法(NGO)优化变分模态分解(VMD)实现零序电流信号的自适应分解,建立了自适应相关系数的本征模态函数(IMF)分量选取准则选取有效分量,然后对选取的分量进行重构,最后对重构后的信号进行散布熵(DE)计算以提取单相接地故障的零序电流故障特征,通过搭建模型进行仿真实验,并与近似熵、样本熵、模糊熵、排列熵等其他特征熵值指标进行对比表明,所提出的故障特征提取方法可以更加准确、有效地表征发生单相接地故障线路的零序电流故障信息。     

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。     

基于配电自动化技术的小电流接地故障区段定位方法

提出了一种小电流接地的稳态选线方法,该方法全面利用了配电网发生单相接地故障后故障线路与非故障线路的零序电流与零序电压的相位关系,借助了现有的配电自动化技术,新颖之处在于计及了配电线路电阻的影响,考虑了线路在带有负荷的情况下故障线路与非故障线路零序电流电压的相位关系,并通过在馈线自动化终端FTU上嵌入DFT相位检测算法来实现零序电流电压相位差的测量,仿真验证了选线方法的有效性。     

基于经验小波分析的小电流接地系统单相接地故障选线方法

针对设备数量上升时智能电网复杂程度过高的问题,提出基于云雾计算的智能电网调度方案。模型由云计算层,雾计算层与终端用户层组成。其中雾计算层用于管理用户的请求和网络资源,并充当用户和云端之间的中间层。雾计算通过创建虚拟机以同时处理多个用户请求,从而使系统更为高效。顶层的云计算可直接通过自身或由雾计算层间接为终端用户提供服务。为有效分配雾资源,提出人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)负载均衡算法。仿真实验表明,该算法的性能优于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)等其他方法,从而有助于提升智能电网体系的效率。     

基于高低频段暂态信号相关分析的谐振接地故障选线方法

针对谐振接地系统在相电压过零点附近发生单相接地故障时选线灵敏度不足的问题,提出一种基于高低频段馈线零序电流与母线零序电压导数的相关分析故障选线法。系统故障后健全线路的阻抗在高低频段均呈电容特性,而故障线路的阻抗在高频段呈电容特性,在低频段呈电感特性。由此可知,健全线路零序电流与母线零序电压导数的相关系数在高频段和低频段相等,其差为零;故障线路在低频段含有衰减直流分量,该频段内零序电流与母线零序电压导数的相关系数很小,而高频段的相关系数数值较大,两者差值较大。根据这一特点构成故障选线判据。该方法物理意义明确,能提高相电压过零点附近的选线灵敏度,在其他故障状态下也能准确选线。大量仿真结果验证了该方法的有效性。