一種基于波形相似性的k-NN算法的纜線混合線路故障測距方法
2023-05-03 08:10:01
一種基于波形相似性的k-NN算法的纜線混合線路故障測距方法
【專利摘要】本發明為一種基于波形相似性的k-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，屬電力系統繼電保護【技術領域】。本發明利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數據，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波係數組織歷史樣本數據。當發生單相接地故障後，利用k-NN算法，通過將實測的零模電流波形經小波分解後的小波係數波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波係數波形利用相關分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數據所對應的故障距離，再根據其權重的不同應用回歸的方法得到故障距離。大量仿真表明，針對單相接地故障該方法可靠且精度較高。
【專利說明】一種基于波形相似性的k-NN算法的纜線混合線路故障測距方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于波形相似性的A-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，屬於電力系統繼電保護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]網發生故障後進行故障測距可以減輕人工巡線工作量，縮短故障修復時間、提高供電可靠性、減少停電損失以及發現存在的隱患並儘早加以處理，防止故障的再一次發生。故障測距的方法按測距原理可分為故障分析法和行波法。行波法的核心是測量行波在母線與故障點之間的傳播時間來計算線路故障距離。行波測距一般可分為單端行波測距和雙端行波測距兩類。單端行波測距不需要GPS實現數據的同步，也不需要進行兩端數據通訊，其成本是雙端行波測距成本的一半，按單端法進行行波測距，由於行波在故障點和母線端反覆進行折反射，反映到測量端時間軸上的各種性質的行波波頭交錯排列，給故障點反射波到達時刻的標定帶來了巨大困難，測距可靠性難以保證。而雙端行波測距只要求兩母線端精確檢測第一個行波波頭到達的時刻，因此該方法受過渡電阻電弧特性、線路分布電容以及負荷電流的影響較小，較單端法而言有更高的可靠性，但需要雙端數據通信和GPS同步對時設備，投資成本大。
[0003]隨著城市配電網的不斷發展，電纜饋線以及纜線混合線路在配電網中所佔的比重越來越大，配電網電纜線路故障大多具有隱蔽性的特點，電纜故障的查找較架空饋線更為困難。電纜與架空線相比其特殊性表現在:一是電纜結構相對複雜，一般由電纜芯、屏蔽層、護套等組成的多導體系統組成；二是電纜多埋設於地下，與大地關係更為緊密，導致電纜中的電磁暫態過程與架空線相比差異較大，行波在電纜中傳播的波速與架空線相比有著很大的區別。一旦發生故障，無疑會對供電可靠性產生影響。已有技術均是建立在確定故障位置是位於架空線路區段還是電纜區段之後再進行故障定位，工作量大，步驟複雜，故本發明尋求其他視角進行纜線混合線路單相接地故障區段定位。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提出一種基于波形相似性的左-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，無需確定故障區段是位於電纜線路還是架空線路，測距效果較好。
[0005]本發明的技術方案是:一種基于波形相似性的A-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數據，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波係數組織歷史樣本數據；當發生單相接地故障時，利用A-NN算法，通過將實測的零模電流波形經小波分解後的小波係數波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波係數波形利用相關分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數據所對應的故障距離，再根據其權重的不同應用回歸的方法得到故障距離。
[0006]具體步驟為:(1)根據架空線路始端可測纜線混合線路實際饋線參數，按一定的密度沿線設置故障距離和不同故障條件，在IMHz採樣率下獲取故障後量測端處一定時窗內的零模電流數據，並對其進行8層小波分解，選取第6尺度下的小波係數作為歷史樣本；
(2)將實測波形經小波分解後的小波係數波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波係數波形利用相關分析進行相似度匹配，即利用
【權利要求】
1.一種基于波形相似性的A-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，其特徵在於:利用仿真獲得量測端不同故障位置和故障條件下的零模電流數據，對其進行小波分解，得到第6尺度下的小波係數組織歷史樣本數據；當發生單相接地故障時，利用A-NN算法，通過將實測的零模電流波形經小波分解後的小波係數波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波係數波形利用相關分析進行相似度匹配，得到前三個相似度最高的波形數據所對應的故障距離，再根據其權重的不同應用回歸的方法得到故障距離。
2.根據權利要求1所述的基于波形相似性的A-NN算法的纜線混合線路故障測距方法，其特徵在於具體步驟為: (1)根據架空線路始端可測纜線混合線路實際饋線參數，按一定的密度沿線設置故障距離和不同故障條件，在IMHz採樣率下獲取故障後量測端處一定時窗內的零模電流數據，並對其進行8層小波分解，選取第6尺度下的小波係數作為歷史樣本； (2)將實測波形經小波分解後的小波係數波形與仿真模擬的歷史樣本中不同故障條件下的小波係數波形利用相關分析進行相似度匹配，即利用
【文檔編號】G01R31/08GK103941152SQ201410131079
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】束洪春, 王瑤, 鄭韻如 申請人:昆明理工大學