[发明专利]一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法及装置

说明书

本发明提出一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法及装置，主要用于配电系统发生单相接地故障时的故障区段辅助判断，故障点上游零序电流暂态重心频率明显，频谱分析近似于单冲击形状，而故障点下游零序电流在多个谐振频率上均出现一定幅值，近似于多冲击形状，因而故障点两侧频谱图存在差异明显，采用各监测点零序电流傅里叶频谱分析序列的极大值作为峭度计算的输入信号，能在暂态重心频率不明显下通过各区段峭度差值最大值判定故障区段，可作为有效的辅助判断依据。

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，特别涉及一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法及装置。

背景技术

配电网作为与用户关系最为紧密的电能分配环节，其可靠性直接影响电力系统整体性能效率和用户供电质量。随着配电系统网络结构的复杂化、供电运行方式的多样化，增加了控制操作和事故处理的难度。因此，能实现线路故障区段快速定位、隔离以及故障远方自动操作处理的配电自动化系统得到了广泛应用。

目前基于数学分析的配电网故障选线定位方法有不少研究。文献《基于线路暂态重心频率的配电网故障区段定位》(中国电机工程学报,2010,30(31):118-122.)推导了故障点上游和下游零序导纳随频率变化的关系，提出对零模电流进行快速傅里叶分析，再根据故障点两侧零序电流重心频率各异的特征区分故障区段的基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法；文献《利用小波包分解系数实现配电网单相接地故障选线》(电力系统保护与控制,2009,37(24):94-99.)则利用小波分析选取特征频段，再根据特征频段类零序电压于零序电流的乘积的极性实现故障选线；上述方法均没有考虑故障点下游区段存在暂态重心频率或特征频带选取困难的情况。

发明内容

本发明针对基于暂态重心频率的配电网故障区段定位方法在故障点下游存在重心频率选取困难的不足，提出了如下方案，

1.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，包括以下步骤：

S100)当故障类型为单相接地故障时，则对各个区段监测点第一时间内的电流分量进行频域变换，以得到所述电流分量的频谱序列；

S200)计算各个区段监测点频谱分析序列的极大值对应的频谱序列的峭度值K，作为该区段的峭度值，其中式中x_i＝(x₁,x₂,x₃...,x_N)为由各频谱值组成的频谱序列，N为频谱的长度，为频谱值的均值，σ为频谱值的标准偏差；

S300)计算两两相邻区段的两个峭度值之差；

S400)获取峭度值之差的最大值所涉及的两个相邻的区段。

2.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，步骤S100还包括以下前置步骤

S101)根据故障判断模型判断故障类型。

3.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，步骤S300还包括以下前置步骤：

S301)在所述频谱序列中剔除频率值小于100Hz的值。

4.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，所述第一时间为发生故障后电流波形一个周期所经历的时间。

5.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，所述电流分量在一个周期内的采样次数为25次。

6.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，其特征在于，所述电流分量为零模电流分量。

7.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的方法，其特征在于，所述频域变换为傅里叶变换。

8.一种基于频谱序列峭度分析故障区段定位的装置，包括以下模块：