[发明专利]一种基于长短时记忆网络的配网单相接地故障辨识方法

说明书

本发明属于智能控制的技术领域，公开了一种基于长短时记忆网络的配网单相接地故障辨识方法，包括对单相接地故障进行含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别以及接地类型的分类识别，通过获取故障稳态期间连续多个周期的零序电流，以一个周期时间段的零序电流的波形作为一个样本点，对连续多个周期时间段的零序电流利用LSTM深度学习分类器进行含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别；含电弧故障类和不含电弧故障类的单相接地故障，分别通过利用连续多个周期故障相的瞬时电压和电流，计算连续多个周期时间段的单位周期接地过渡电阻，以一个周期时间段的单位周期接地过渡电阻的变化曲线作为一个样本点，对连续多个周期时间段的单位周期接地过渡电阻利用多层神经网络进行接地类型的分类识别，从而完成单相接地故障的辨识。

技术领域

本发明涉及配电网的技术领域，尤其涉及一种基于长短时记忆网络的配网单相接地故障辨识方法。

背景技术

我国中低压配网以架空线为主，线路的结构复杂，分支众多，易发生故障。据统计，电力系统在运行过程中，由配网故障造成的停电事故约占总停电事故的95％以上,其中70％的事故由单相接地故障或母线故障引发。为了实现配网系统故障的快速隔离，恢复配网系统的正常运行，需要准确快速地实现配电网的故障定位。目前故障定位主要依赖于人工巡线，故障类型辨识研究能够提供关键故障信息，给予方向性指导，实现故障的快速定位及故障处理。

单相接地故障点的判断一般都需要结合配电网的接地运行方式、接地点的弧光情况、接地点上下游的电气特征等信息进行综合判断。配电自动化系统主站具有强大的计算能力、海量存储能力、有完备的配电网图模数据和实时运行状态数据，因此配电网系统主站更适合从配电网全局高度，基于配电终端故障时的高频录波信息，进行多种算法的多判据融合，进行录波信息相关性解析，实现不同接地运行方式下、复杂配电网的单相接地故障选线与定位。

现有技术中，检测线路故障的方法通常采用如下方式：

基于单相接地故障发生后暂稳态的特征，给出了各种故障线路检测算法。

①基于稳态特征——零序电流群体比幅比相法

先进行零序电流比较，选出几个幅值较大的作为候选，然后在此基础上进行相位比较；如果某条线路方向与其它线路不同，则其为故障线路；如果所有零序电流同相位，则为母线装置。该方法被大多数选线装置所采用。该方法只能检测非瞬时接地故障，仅适用于中性点不接地系统，受过渡电阻影响大。

②基于稳态特征——零序无功功率方向法

利用中性点不接地系统故障线路零序电流相位滞后零序电压90°，而健全线路超前90°的特点，选择无功功率小于零(线路-母线)的线路为故障线路。该方法也是比较传统的方法，在欧洲应用较为广泛。该方法与“零序电流群体比幅比相法”的本质一样，仅适用于中性点不接地系统，且受过渡电阻影响大。

③基于暂态特征——零序无功功率方向法

计算馈线出线口，暂态信号持续时间内暂态无功功率Q的方向，Q0表明暂态无功功率流向母线，为故障线路。

④基于暂态特征——电流相似性

计算馈线出线口，同一时刻不同线路之间暂态电流的相关性系数。相关系数接近于0的，为故障线路。稳态和暂态电流均可使用该方法选线，该方法也适用于故障点的定位。

但是，单相接地故障过程复杂，间歇性接地持续时间、消弧线圈补偿程度、过渡电阻等因素对故障电流的大小和方向影响较大，常常导致上述的某一种检测技术失效。实际工程施工过程中，常常由于工程造价原因、电力电子设备谐振原因，无法大面积的安装零序电流CT和零序电压PT装置，导致上述某一种算法失效。针对相关技术中对发生单相接地故障的线路进行辨识和定位的方法可靠性不高的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容