[发明专利]一种基于多维信息的电网故障区域定位方法

说明书

本发明公开了一种基于多维信息的电网故障区域定位方法。首先，构建时域、频域和能量域等多维特征向量X，将其归一化处理得到向量空间X′。然后，使用优化聚类分析算法，得到最优隶属度矩阵U，基于U对样本进行分类。最后，基于时域、频域和能量域等多维故障特征量固有特性的类别判据值矩阵，对分类测量点具体归属，将电网区域分为四类：故障区域、故障边界区域、故障过渡区域与非故障区域。该方法融合了复杂电网中时域、频域等多维信息，利用多维信息关联特性对错误数据进行辨识和修正，对故障区域定位快速准确。同时降低了对现场设备采样频率的要求，较现有的全网单一维度故障区域定位方法有更好的鲁棒性及普遍适用性。

技术领域

本发明涉及一种利用多维信息的电网故障区域定位方法。

背景技术

随着智能电网的发展，输电线路的电压等级和输送容量不断提高，有力地促进了生产力的发展。然而一旦输电线路发生故障又未能及时解决，将导致巨大的经济损失。所以，可靠实用的故障区域定位方法对于快速排查故障，维持系统安全、稳定运行具有重要意义。

目前电网故障定位方法主要有阻抗法与行波法。阻抗法虽然简单，但是易受故障电阻、电弧等因素的影响。行波法定位精度高、不受电弧等因素影响，应用越来越广。近年来，随着科学技术的发展，行波法又得到了进一步地发展。文献[1]利用子站测量的行波频率与故障距离的对应关系，提出直接对模态分量的电压行波进行频谱分析，并与预先建立的频谱分析结果数据库进行比较来确定故障距离。文献[2]考虑Rogowski电流互感器的传变特性，联合无线传感网络实现输电线路故障的精确测距。文献[3]提出利用连续小波变换提取典型频率的信号，并将其与对应路径的典型频率进行比较来确定故障位置。目前，全网单一维度信息的故障定位方法易受同步校时、测量点误差、拓扑结构变化的影响。因此，针对全网研究出有更好的鲁棒性及普遍适用性的故障区域定位方法具有重要的现实意义。

[1]Javad Sadeh,Ehsan Bakhshizadeh,Rasoul Kazemzadeh.A new faultlocation algorithm for radial distribution systems using modal analysis[J].Electrical Power&Energy Systems,2013,1(45):271-278.

[2]范新桥,朱永利,卢伟甫.采样电流分布式测量和相位比较方式的输电线路故障定位[J].高电压技术,2012,38(6):1341-1347.

B.Feizifar,M.R.Haghifam,S.Soleymani.Application of continuous wavelettransform for fault location in combined overhead line and cable distributionnetworks[J].Electrical and Electronics Engineering,2011,2(14):142-146.

发明内容

本发明的目的是提出一种基于多维信息的电网故障区域定位方法，用以解决目前广域电网行波故障定位方法存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于多维信息的电网故障区域定位方法，包括以下步骤：

(1)首先将n个测量点的多维特征量表示成矩阵的形式，如下：

其中，n代表样本个数，s代表故障特征量维数；则x_sn代表第n个样本的第s维度特征量所对应的数值；

(2)对初始数据进行归一化处理，归一化的多维故障特征量矩阵X′为：