【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力故障診斷，具體而言，涉及一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法。
技術介紹
1、在我國配電網系統中，3～35kv配電網系統一般采用中性點不接地系統和中性點經消弧線圈接地系統。據統計，發生單相接地故障的概率最高，約占比配電網故障的80％以上。我國電力公司允許配電網系統發生單相接地故障時可保持運行1～2小時，但是當配電網系統中長時間帶單相接地故障運行，容易引發故障情況增大，若不及時維護，將影響電力系統的正常運行，危及人民群眾生命安全。因此需要快速準確定位故障線路并切除，具有十分重要的意義。
2、目前，小電流接地系統故障選線方法主要分為兩類，一類是傳統方法，利用人工分析故障數據從中提取故障特征，人為設定故障選線標準，完成故障選線工作。另一類是利用機器學習方法，從大量故障數據樣本中自動學習故障特征并分類，檢測出故障線路。小電流接地系統中故障選線方法大多數采用錄波數據進行分析，存在選線精度低和成本高等問題，另外傳統故障分析方法太過依賴奇異值有效階次的判斷；以及當信號不滿足絕對可積的條件時，傅里葉變換將無能為力；同時其分析精度受數據窗的限制，無法反映振蕩的阻尼特性及瞬時頻率。
3、有鑒于此，特提出本申請。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是傳統故障分析方法太過依賴奇異值有效階次的判斷；以及當信號不滿足絕對可積的條件時，傅里葉變換將無能為力；同時其分析精度受數據窗的限制，無法反映振蕩的阻尼特性及瞬時頻率，目的在于提供一種穩態特征與
2、本專利技術通過下述技術方案實現：
3、一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，包括如下步驟：
4、s1，獲取電力調度自動化系統中故障線路與非故障線路的在線實時數據；
5、s2，對零序電流基波、零序電流五次諧波以及零序電流有功分量的幅值以及相位信息進行提取，獲取故障線路穩態信息；
6、s3，基于等間隔采樣信號計算故障首半波信號的幅值和相位信息，作為單相接地故障的暫態信息；
7、s4，利用s2與s3提取到的故障特征值作為輸入層構建深度神經網絡結構模型，并對其學習函數以及學習率進行優化，在模型訓練結束后保存最佳模型參數，將驗證集輸入到最佳模型參數的單相接地故障診斷模型中，完成單相接地故障診斷。
8、在某一具體實施方式，步驟s1中，所述在線實時數據包括通過電力調度自動化系統采集的故障線路與非故障線路的零序電流以及故障首半波電流。
9、在某一具體實施方式，步驟s2中，基于頻率偏差處理方法對零序電流基波、零序電流五次諧波以及零序電流有功分量的幅值以及相角信息進行提取，獲取故障線路穩態信息。
10、在某一具體實施方式，步驟s2的具體步驟如下：
11、s201，對所述零序電流基波、零序電流五次諧波以及零序電流有功分量信號x(t)進行濾波和去噪處理，得到濾除噪聲的信號s(t)；
12、s202，將信號s(t)做傅里葉變換，獲取任意模態的頻率以及對應的傅里葉譜的幅值；
13、s203，判斷所述模態是否存在模態混疊現象，若存在，則利用頻率偏差處理方法對信號s(t)進行頻率偏差處理；若不存在，則不做處理；
14、s204，對固有模態函數進行還原，然后對主導的固有模態函數分量進行希爾伯特變換，求出其瞬時幅值以及瞬時相角信息。
15、在某一具體實施方式，步驟s203中，所述頻率偏差處理方法的具體計算如下：
16、存在信號f(t)含有兩個振蕩模態x1和x2，其頻率成分分別為f1和f2，信號s(t)經hilbert變換后得到信號fh(t)；
17、s(t)的頻率成分經過載波頻率為f＝2f1-f2的載波信號而發生偏差，得到單邊帶調制信號為
18、flssb(t)＝re[(f(t)+jfh(t))e-j2πft]?(11)
19、fussb(t)＝re[(f(t)+jfh(t))ej2πft]?(12)
20、其中，flssb(t)為單邊帶調制信號的下邊帶信號表達式，fussb(t)為單邊帶調制信號的上邊帶信號表達式，j為虛部計算單位；
21、經過頻率偏差后，振蕩模態x1的頻率為
22、f11＝f-f1＝f1-f2?(13)
23、振蕩模態x2的頻率為
24、f12＝f-f2＝2(f1-f2)＝2f11?(14)
25、在某一具體實施方式，步驟s3的具體步驟如下：
26、s301，假設故障首半波信號的數學模型序列為
27、
28、式中，ωi＝2πfi，k為諧波的個數和，ai、fi和θi分別表示第i個諧波的幅值、頻率以及相位，x(n)表示故障首半波信號中的噪聲信號
29、s302，將該信號y(n)作降噪處理，并重新構建采樣信號序列y’(n)，用下式表達經過降噪處理后的故障首半波信號的數學模型
30、
31、式中，ai、fi和θi分別表示幅值、頻率以及相位，*表示取此量的共軛，mi*表示為mi的共軛，vi*表示為vi量的共軛，j為虛部計算單位；
32、s303，定義樣本函數為
33、
34、式中，i、j分別表示矩陣的第i行、第j列，y*(x)表示為函數y(x)的共軛，k為輸入的測量信號估計值的數量，n＝k表示從n等于k開始求和，n-1表示n＝n-1時停止求和；
35、根據濾波處理后的信號以及得到的信號的有效階次l(2k＝l)，利用樣本函數構建樣本矩陣，并通過樣本矩陣構建法方程；
36、s304，根據構建的法方程，求解常系數齊次線性方程組，方程組的解即為系數令a2k-i＝ai,i＝1,…,k-1和
37、s305，構造特征多項式：
38、
39、式中，vi為單位模根，ai為系數，且ai＝a2k-i，i＝0,1,…k；
40、由獲得的系數求解特征多項式(8)，求得共軛根對(vi,vi*)，i＝1,2,…k，再將共軛根對的值帶入式(6)，求解得到參數mi(i＝1,2,…k)；
41、s306，由下式計算得到故障首半波信號的幅值和相位信息
42、
43、式中，ai為信號的幅值，θi為信號的相位，i＝1,2,…k。
44、在某一具體實施方式，步驟s303中，所述法方程如下：
45、
46、式中，r(i,j)為樣本函數，為系數。
47、在某一具體實施方式，步驟s本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S1中，所述在線實時數據包括通過電力系統采集的故障線路與非故障線路的零序電流以及故障首半波電流。
3.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S2的具體步驟如下：
4.根據權利要求3所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S203中，所述頻率偏差處理的具體計算如下：
5.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S3的具體步驟如下：
6.根據權利要求5所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S303中，所述法方程如下：
7.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟S4的具體步驟如下：
8.根據權利要求7所述的一種穩態特征與暫態特征融
...【技術特征摘要】
1.一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟s1中，所述在線實時數據包括通過電力系統采集的故障線路與非故障線路的零序電流以及故障首半波電流。
3.根據權利要求1所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟s2的具體步驟如下：
4.根據權利要求3所述的一種穩態特征與暫態特征融合的單相接地故障診斷方法，其特征在于，步驟s203中，所述頻率偏差處理的具體計算如下：
5.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邵千秋，張宗喜，范松海，劉鳳蓮，付崢爭，羅東輝，穆舟，呂品雷，趙福平，陳軻娜，卜祥航，
申請(專利權)人：國網四川省電力公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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