[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

说明书

本发明提供了一种基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，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。本发明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，可以在减少小波分解级数的情况下提取出有效特征，通过孤岛直流微电网故障诊断模型可以实现对故障的快速、精确分类，能在更短的诊断时间内实现更高的诊断准确率。

技术领域

本发明涉及直流微电网故障诊断技术领域，特别涉及一种基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法。

背景技术

可再生电源作为一种新型的能源类别，正扮演越来越重要的角色。随着传统化石能源的日益枯竭和可再生能源的高速健康发展(例如太阳能发电、风力发电等)，微电网已成为一种最有效的分布式发电单元的组网方式，虽然交流微电网目前仍是微电网的重要组成部分，但由于直流微电网(DCMG)无需考虑频率、相位、无功等因素的影响，且其控制实现相对简单、成本小、损耗不大、系统可靠性程度高，DCMG正在掀起工业界和学术界的一股热潮。

受外部环境如气候条件、自然灾害等或者内部因素如寿命到期、性能退化等的影响，直流微电网故障不可避免，线路故障作为极易发生且危害很大的故障，故障诊断必不可少，线路故障一般分为接地故障和短路故障，馈线故障时，将阻碍非故障线路的继续供电，由于多样化分布式电源和负载经直流馈线耦合于直流母线，将导致故障的传播和升级，而电压源型变换器可承受的故障电流通常只有其额定值的两倍，对高度电力电子化的孤岛微电网的安全和正常运行造成严重的威胁，必须快速检测和清除故障，相比于传统的直流系统，直流微电网惯性低，双向故障电流，过流能力弱，故障电流等级低，线路长度较短，不适合采用行波法等成熟方案检测和定位故障，如何在故障信息有限的情况下，提出有效的诊断算法，实现直流微电网故障的快速检测与准确定位，是当前直流微电网发展需要解决的焦点问题。

现有的直流微电网线路故障诊断方法大致可以分为两类：传统方法和智能方法，传统方法一般是通过设定阈值来检测是否发生故障，速度快但适用性差，准确率不高，而且往往做不到故障分类，智能方法总体来说准确率高，鲁棒性强，但时间花费较多，目前针对直流微电网线路故障的智能诊断研究较少，现存的一些问题有：邻居通信会增加经济成本；只能针对某一特定故障进行诊断；没有考虑直流微电网故障诊断时间限制。

发明内容

本发明提供了一种基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，其目的是为了解决传统的直流微电网故障诊断方法只能针对某一特定故障进行诊断，没有考虑直流微电网故障诊断时间限制的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于小波滑窗能量的孤岛直流微电网故障诊断方法，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；

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。

其中，所述步骤2具体包括：

步骤21，连续小波变换，如下所示：