[发明专利]基于最大均值差异的配电网小电流接地故障区段定位方法

说明书

本发明公开了一种基于最大均值差异的配电网小电流接地故障区段定位方法和系统，属于配电网故障定位领域。方法包括：当系统发生单相接地故障时，确定故障线路；计算故障线路各区段双端零模电流之间的最大均值差异(maximum mean discrepancy,MMD)值，将MMD最大的区段作为故障区段；各区段双端零模电流为同一时刻采集得到。本发明方法适用于中性点小电流接地的配电网故障区段定位问题，能够有效的解决配网线路中定位盲区存在零模电流相似性特征畸变导致定位区段错误的问题，在不同的故障场景下都能够准确定位故障区段，且具有一定的鲁棒性，可以作为配电自动化系统的重要组成部分。

技术领域

本发明属于配电网故障定位领域，更具体地，涉及一种最大均值差异的配电网小电流接地故障区段定位方法和系统。

背景技术

配电网单相接地故障频发，快速准确的故障区段定位方法是实现配网自动化的基础。通常情况下，在发生单相接地故障后，故障区段的双端零模电流波形相似程度低，极性相反，而非故障区段的双端零模电流波形相似程度高，极性相同。但由于配电网结构复杂，架空-电缆混合线路普遍，在线路某些位置发生单相接地故障时，上述零模电流波形相似程度特征可能发生畸变，出现故障区段零模电流波形相似度高于非故障区段的现象，严重影响现有基于零模电流相似性特征的故障区段定位结果的准确性，将这些特殊的故障位置称为定位盲区。

现有配电网区段定位方法多基于故障线路零模电流特征，包括波形相似程度和极性关系。根据零模电流波形相似程度的描述方法可以分为相对熵法，暂态重心频率法等；根据零模电流极性方向的描述方式可以分为相关系数法，故障方向测度法等。但上述方法都存在一定的局限性，前者忽视极性信息，在定位盲区发生故障时，易造成故障区段误判；后者仅利用极性关系，受现场常出现的TA反接问题影响严重，同时由于零模电流持续时间短，信号强度小，可能出现极性不明确的情况。近年来，部分方法综合使用零模电流波形相似程度和极性关系。如刘鹏辉等人在电网技术,2016,40(03):952-957“基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法”一文中提出使用动态弯曲距离综合反应零模电流之间的波形相似程度和极性关系，但是该方法抗同步误差能力比较强，对极性关系的反应不够灵敏，不能有效的解决定位盲区的问题。

随着配电网同步相量测量装置(D-PMU)等先进量测系统在配电网中的应用，能够完全实现区段双端零模电流的同步测量，对方法的抗同步误差能力要求降低。考虑到定位盲区发生接地故障时，零模电流极性特征不变，而仅基于零模电流极性特征的方法可靠性差，因此需要找到一种能够灵敏反应极性关系并综合反应波形相似程度的方法解决定位盲区问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种最大均值差异的配电网小电流接地故障区段定位方法和系统，其目的在于解决配网线路中定位盲区存在零模电流相似性特征畸变导致定位区段错误的问题，正确定位故障区段，提高供电可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于最大均值差异的配电网小电流接地故障区段定位方法，包括：

S1.当系统发生单相接地故障时，确定故障线路；

S2.计算故障线路各区段双端零模电流之间的MMD值，将MMD最大的区段作为故障区段；各区段双端零模电流为同一时刻采集得到。

进一步地，各个区段双端零模电流由同步测量装置测量得到。

进一步地，同步测量装置为PMU。

进一步地，故障线路各个区段根据线路结构和沿线同步测量装置的分布位置划分。

进一步地，利用如下公式计算各区段双端零模电流之间的MMD值：

其中，k(x,y)为需选取的核函数，分布p和q分别表示各区段双端零模电流，样本空间x和y表示对应零模电流的采样值,通过上述公式计算故障线路上各区段的最大均值差异。