[发明专利]智能在线式配电网接地故障定位方法

权利要求书

1.智能在线式配电网接地故障定位方法，其特征在于该配电网接地故障定位方法包括以下步骤：

S1)同步采样：所述同步采样为基于GPS的同步采样，即所有装置的采样脉冲均是经过GPS的1pps同步的，保证所有装置的采样和录波数据的同步性；

S2)基于DFT递推算法的启动：采用DFT递推算法计算采集的电压和电流信号，判断通过递推计算得出的X_m(k)在一段区间内是否发生变化，若比设置的幅值明显增加10％，则出现疑似故障信号，开始启动故障录波；

S3)基于时频模的瞬时信号的准确提取：对记录下来的数据采用S变换将时域信号变换为含有时频特征的模信号，利用故障时的暂态信号减去稳态量准确提取故障信号；

S4)基于概率神经网络的故障分类：基于统计学中的概率密度函数的非参数估计方法，用故障样本集训练PNN网络分类模型，准确高效的分类出待识别样本的类别；

S5)基于行波传输理论的故障区段定位：对截取故障线路采集到的故障后半个工频周期的信号，通过用S变换分析两个时间序列的相位移动，推断出波形运动的相位变化，提取故障点的特征频率f，利用公式计算对应的故障距离；其中，单端故障行波测距基本公式如下：

式中，v₀为零模波速度，表示为v₀＝ω/β₀；v₁为线模波速度，表示为v₁＝ω/β₁；ΔT＝t₀-t₁，t₀为零模波头到达测量点的时刻，t₁为线模波头到达测量点的时刻。

2.根据权利要求1所述的智能在线式配电网接地故障定位方法，其特征在于：所述步骤S1)中，同步采样方法为基于GPS的同步采样，具体包括：

(A1)用GPS接收器发出的1HZ频率的方波同步脉冲信号PPS作为ADC时钟同步信号，保证ADC时钟前沿与GPS同步；

(A2)在同步的时间基准上的同一时间产生采样脉冲信号，确保各装置采样的同步性；

(A3)装置接收GPS的1pps信号和时间标签，校准装置内部时钟。

3.根据权利要求1所述的智能在线式配电网接地故障定位方法，其特征在于：所属步骤S2)中，故障录波包含故障暂态过程，为了真实记录和还原暂态过程，选取故障前1/4个周波和故障后5/4个周波进行录波。

4.根据权利要求3所述的智能在线式配电网接地故障定位方法，其特征在于：所述步骤S2)中，基于DFT递推算法的启动方法的具体步骤为：

(B1)x(n)的N点离散傅里叶变换，公式如下：

式中，x(n)是长度为N的序列，

(B2)DFT递推算法，公式如下：

式中，X_m-1(k)是0～N-1点的DFT，X_m(k)是1～N点的DFT；

(B3)采用公式(2)判断通过递推计算得出的X_m(k)在一段区间内是否发生变化，若高于设置门槛值10％，则出现疑似故障信号，开始启动故障录波。

5.根据权利要求1所述的智能在线式配电网接地故障定位方法，其特征在于：所述步骤S3)中，瞬时信号的准确提取的具体步骤为：

(C1)对前面记录下来的数据进行S变换，公式如下：

式中x(t)是可能含有故障的电压/电流信号，是高斯窗口，τ为控制高斯窗口在时间t轴位置的参数，f为频率，j为虚数；

(C2)调整可变窗口参数τ，f得到不同模行波系列，选取模极大行波匹配故障点；

式中T为最大测量时间，k为谐波；

(C3)采集到的信号进行S变换求取时频模矩阵，时频模矩阵反映故障时时间—频率—模的集中突变的情况；故障信号用故障时的暂态信号减去稳态量，公式如下：