[发明专利]一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法

说明书

一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，涉及电力技术领域，本发明比较直击线路故障和普通短路故障信号的线模电压暂态分量经小波变换后高频暂态信号在各个频率尺度上的特征差异，进而得出暂态高频信号在各个频段的小波能量分布特征差异，由于普通短路故障的小波能量基本上全部集中在低频d8尺度上，而直击雷故障的小波能量除了集中在低频d8尺度，还在中高频尺度上含有比较高的能量，利用d1～d7尺度上的小波能量与低频d8尺度上的小波能量之比作为判据对直击雷故障与普通短路故障进行有效识别，具有非常好的识别效果，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法。

背景技术

已知的，雷击过电压是一种高频暂态雷电波，频率分布范围广，仅从时域方面对其进行分析，难以有效区分直击线路故障与普通短路故障。为了能够进一步区分直击线路故障与普通短路故障在暂态过程中的特征差异，本领域技术人员进行了大量的研究和探索，分析雷击过电压在不同频率尺度上的分布情况，并通过不同雷击过电压在各个频率尺度下的能量分布特征差异对直击线路故障与普通短路故障进行有效识别。因此，如何提供一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法就显得尤为重要。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，本发明用过电压的小波能量比的百分数来识别配电线路直击线路故障与普通短路故障具有非常好的识别效果。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种基于小波变换的直击线路与普通故障的识别方法，所述识别方法具体包括如下步骤：

第一步、基于小波能量熵的过电压特征提取：

首先运用PSCAD仿真软件对配电网1回出线距离母线10km处发生直击雷故障与普通短路故障进行仿真分析，采样频率为1MHz，取故障发生1ms内的暂态过电压经相模变换后的线模分量，利用db4小波进行多分辨率小波分析，分解为7个不同的尺度，对应d1～d8一共8个不同的频带范围；

由于采样信号经过小波分析后的能量与原始信号能量相等，因此，在小波多分辨率分析中定义某一尺度小波变换系数的平方沿时间的积分作为该尺度下信号小波能量的标志，小波能量的表达式为：

式中：E_i为第i尺度内的小波能量和；i为小波分解尺度；d_i(k)为分解后第i尺度下的高频系数；

不同类型的过电压暂态信号具有在每一个频带范围内能量分布特征差异，因此，E_i将更准确的刻画出直击线路故障和一般短路故障信号的内在特征差异，由于该文将暂态过电压信号分解为8个不同尺度的频带信号，其中小波能量谱序列如下：

E＝[E₁,E₂,E₃,E₄,E₅,E₆,E₇,E₈]

式中：E₁为d1频带内的能量和；E₂为d2频带内的能量和；以此类推，E₈为d8频带内的能量和；

第二步、基于多分辨率小波能量熵的故障识别：

利用d1～d7尺度上的小波能量与低频d8尺度上的小波能量之比作为判据对直击雷故障与普通短路故障进行有效识别，具体如下：

当配电线路遭受雷击或发生故障时，母线处的暂态保护装置启动，记录1ms内的过电压波形；