[发明专利]基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，包括：

步骤1，获取孤岛直流微电网多组不同运行工况下的线路电流；

步骤2，将获取的线路电流分别进行小波分解，得到4级小波系数；

步骤3，将每一级的小波系数分别进行滑窗处理，得到4级小波滑窗能量；

步骤4，将每一级的小波滑窗能量分别进行归一化处理，得到4级相对小波滑窗能量；

步骤5，根据孤岛直流微电网的故障类别设计孤岛直流微电网故障诊断模型，将4级相对小波滑窗能量输入孤岛直流微电网故障诊断模型中进行训练，得到训练好的孤岛直流微电网故障诊断模型；

所述步骤5具体包括：

步骤51，确定孤岛直流微电网的故障类别；

步骤52，根据孤岛直流微电网的故障类别的个数s，设计s(s-1)/2个支持向量机；

步骤53，基于分散式诊断框架将设计的多个支持向量机分别以孤岛直流微电网的类别为标签构建孤岛直流微电网故障诊断模型，其中，孤岛直流微电网的故障类别为接地故障、短路故障、本地无故障和全局无故障；

步骤6，实时采样孤岛直流微电网工作时的本地线路电流，对实时采样的本地线路电流执行步骤2至步骤4后输入训练好的孤岛直流微电网故障诊断模型，得到孤岛直流微电网的实时故障诊断结果；

所述步骤6具体包括：

步骤61，对孤岛直流微电网工作时的本地线路电流进行实时采样，获得实时采样的本地线路电流；

步骤62，将本地线路电流进行小波分解，获得本地线路电流的4级小波系数；

步骤63，将本地线路电流的每一级小波系数分别进行滑窗处理，得到本地线路电流的4级小波滑窗能量；

步骤64，将本地线路电流的每一级小波滑窗能量分别进行归一化处理，得到本地线路电流的4级相对小波滑窗能量；

步骤65，将本地线路电流的4级相对小波滑窗能量输入训练好的孤岛直流微电网故障诊断模型进行孤岛直流微电网的故障诊断，得到实时故障诊断结果。

2.根据权利要求1所述的基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤21，连续小波变换，如下所示：

其中，W(a,τ)表示τ位置处，时间段2aΔt内包含的中心频率为宽度为的频窗内的频率成分的大小，t表示时间变化量，ω₀表示频率初始值，ω表示频率变化量，a表示缩放因子，τ表示平移因子，f(t)表示采样信号，ψ_a,τ(t)表示连续小波基函数，t表示时间。

3.根据权利要求2所述的基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2还包括：

步骤22，将公式(1)中的缩放因子和平移因子进行离散化，令将连续小波基函数变为离散小波函数，如下所示：

其中，ψ_x,y(t)表示离散小波函数，a₀表示缩放因子初始值，a₀＞1，τ₀表示平移因子初始值，取决于缩放因子初始值a₀，Z表示整数集，y表示整数，y∈Z，y＝0,±1,±2,...，x表示整数，x∈Z，x＝0,±1,±2,...。

4.根据权利要求3所述的基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2还包括：

步骤23，将每个线路电流分别进行离散小波变换，获得4级小波系数，如下所示：

其中，ω(x,y)表示4级小波系数，表示获取的孤岛直流微电网正常运行时或发生故障时的第h个线路电流，h＝1,2…,n。

5.根据权利要求4所述的基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

对每一级的小波系数分别进行滑窗处理，如下所示：

其中，E_j,i表示4级小波滑窗能量，j表示分解层级，j＝1,2,3,4，i表示窗口数，i＝1,2…,n，d_i,k表示第i个窗内第k个小波系数，k表示第k个小波系数，k＝1,2…,n。

6.根据权利要求5所述的基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

将每一级的小波滑窗能量分别进行归一化处理，如下所示：

其中，RE_j,i表示4级相对小波滑窗能量，表示第j级所有滑窗的小波滑窗能量总和：