[发明专利]一种配电网故障区段定位方法

说明书

本发明提供了一种配电网故障区段定位方法，包括：采集配电网发生故障后的各区段两端的零序电流；对所述零序电流进行预处理后，再进行短时傅里叶变换，获取时频图；根据引入迁移学习的ConvNeXt，对所述时频图进行特征提取与分类，获取配电网故障区段定位结果。本发明耐受高阻能力强，具有一定的抗噪声的能力，且在部分数据丢失的情况下依然能进行区段定位。

技术领域

本发明属于深度学习技术领域，尤其涉及一种配电网故障区段定位方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，配电网的结构愈发复杂，以谐振方式进行接地的系统在发生单相接地故障时，其特点是故障电流较小，系统能够在短时间内带接地点运行，但是带接地点运行时间太长会导致相间故障，增大故障的范围，可能会引发大面积的停电。为了在线路发生故障时缩小故障的范围，使得巡线人员能够能迅速修复线路故障，需要对故障发生的区段进行准确的定位，以提高电力系统供电可靠性。

随着故障诊断技术的不断发展，国内外的专家对配电网故障定位方法进行了大量的研究和改进。目前故障定位的方法包括阻抗法，行波法和注入信号法三种方法。其中，一种阻抗法为：利用阻抗分析进行故障定位，能够在不同故障类型的情况下准确识别出故障点，但随着故障距离的增加，故障定位的难度会增大；另一种阻抗法为：首先通过主成分分析与支持向量机提取出线路故障的特征，然后构造函数提取行波的分布信息，通过行波的时域信息找出有效突变点，但需要较高精度的电流互感器才能获取到故障数据。一种行波法为：通过小波多分辨率对行波特征进行提取，采用粒子群算法优化定位网络的超参数，定位准确度有所提高，但行波的波头识别困难且对采样频率选择的要求较高，且该方法未对线路发生高阻接地故障的情况进行分析；另一种行波法为：通过检测零模和线模第一个波头出现的时刻来进行区段定位，但所需的采样频率较高，导致处理的数据量较大，工程中较难实现。注入信号法利用注入装置注入信号，再进行检测以实现故障定位。信号注入法为：在配电网发生故障时给线路串联了一个LC注入装置，通过分析衰减系数与故障位置的关系进行故障定位，但注入信号本身对电网会有一定的冲击，且发生高阻接地故障时难以准确进行定位。综上，目前的配电网故障区段定位方法存在数据计算量较大、耐高阻能力较弱，对噪声环境的适应性较差等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种配电网故障区段定位方法，该方法耐受高阻能力强，具有一定的抗噪声的能力，且在部分数据丢失的情况下依然能进行区段定位。

为实现上述目的，本发明提供了一种配电网故障区段定位方法，包括：

采集配电网发生故障后的各区段两端的零序电流；

对所述零序电流进行预处理后，再进行短时傅里叶变换，获取时频图；

利用引入迁移学习的ConvNeXt，对所述时频图进行特征提取与分类，获取配电网故障区段定位结果。

可选地，发生故障后的各区段两端的所述零序电流为：

其中，为故障点上游的零序电流量，为故障点下游的零序电流量，为对地电容；为消弧线圈电感；为流经的电容电流；为流经的电感电流；表示终端的总数；表示故障上游的终端数量，终端如图2中所示；表示流经第个电容的电流；为间的整数。

可选地，对所述零序电流进行预处理包括：

基于所述零序电流，计算各区段的零序电流幅值差；

将各区段的所述零序电流幅值差，按照区段顺序进行排列拼接成组合信号。

可选地，所述短时傅里叶变换为：

其中，为原信号；为窗函数的时域形式，为窗函数选取的时间，为时间，f为频率，e表示数学常量，j表示复数。