[发明专利]一种利用可拓理论的配电网缆－线混合线路故障选线融合方法

摘要

本发明涉及一种利用可拓理论的配电网缆－线混合线路故障选线融合方法，属电力系统继电保护技术领域。城市配网缆－线混合线路应用增多，单位长度电缆较架空线路对地电容大，电缆参数依频特性严重，缆－线混合线路单相接地电压电流故障暂态分量更为显著。运用可拓理论将各馈出线故障零序电流的感性衰减直流分量特征与暂态分量小波包分解综合相关系数进行融合。以可能的故障线路集合、故障特征集合和特征规定的量域作为可拓融合的物元三要素，以衰减直流分量和小波包分解综合相关系数作为特征集合。根据故障合闸角的大小客观地确定权函数，利用可拓关联函数计算各条线路故障的置信度，根据置信度判断故障出线。大量仿真结果表明该方法选线准确可靠。

主权项

1.一种利用可拓理论的配电网缆-线混合线路故障选线融合方法，其特征在于运用可拓理论将各馈出线故障零序电流的感性衰减直流分量特征与暂态分量小波包分解综合相关系数进行融合，具体步骤是：(1).确定谐振接地系统单相接地故障的物元三要素：以描述客观事物的变化过程，即事物、特征及相应的量值构成三元组物元，作为描述事物的基本元素，并将事物名称I、特征C、量值V作为物元的三要素，根据系统模型，以确定谐振接地系统单相接地故障的事物名称：1)事物名称，即可能发生故障的线路集合为I＝{I₁，I₂，I₃，I₄，I₅，I₆}，其中I₁，I₂，…，I₆分别表示线路1到线路6故障；2)各线路特征集合C＝{C₁，C₂}，特征C₁为各线路的衰减直流分量I_DC，特征C₂为小波包分解综合相关系数ρ；3)关于特征的量域：当故障角较小时，即I_DC，i＞I_DC，j+I_DC，k不成立，为母线故障，则关于衰减直流分量这一特征的量域V_i11为V_i11＝＜I_DC，i+0.5I_DC，k，I_DC，i+0.5I_DC，j＞；若I_DC，i＞I_DC，j+I_DC，k成立，则线路I为故障线路，此时的衰减直流分量这一特征的量域V_i12为V_i12＝＜I_DC，i-0.5I_DC，j，I_DC，i+0.5I_DC，j＞；当故障角较大时，即ρ_max-ρ_min＞ρ_set不成立，为母线故障，则关于综合相关系数这一特征的量域V_i21为V_i21＝<ρ_max+0.5|ρ_min|，ρ_max+|ρ_min|>；若ρ_max-ρ_min＞ρ_set成立，则ρ_min对应的线路为故障线路，此时关于综合相关系数这一特征的量域V_i22为V_i22＝<-1，ρ_min+0.1|ρ_max|>；(2).建立描述单相接地故障的物元模型：若谐振接地系统第i条线路发生单相接地故障，则相应的故障物元模型为：Ri=IiC1Vi1C2Vi2]]>i=1，2，L，6式中V_ij＝<a_ij，b_ij>为线路i故障关于特征C_j容许的量域i＝1，2，…，6；j＝1，2，每个特征的量域按照特征的取值分为两部分，即关于特征C₁的量域为V_i11和V_i12；关于特征C₂的量域为V_i21和V_i22；根据各故障线路的量域及故障特征，确定节域V’_ij<c_ij，d_ij>为：V’_i11＝<I_DC，i+I_DC，k，I_DC，i+I_DC，j>；V’_i12＝<I_DC，i-I_DC，j，I_DC，i+I_DC，j>；V’_i21＝<ρ_max+0.5|ρ_min|，1>；V’_i22＝<-1，ρ_min+0.2|ρ_max|>；(3).建立待定故障线路状态T的现状物元模型Ri=TC1vi1C2vi2]]>式中v_tj为谐振接地系统发生单相接地故障时，线路i对应各特征的实际状态，即实际取值；(4).根据式(5)计算故障关联函数值：Kij(vtj)=ρ(vtj,Vij)ρ(vtj,Vij′)-ρ(vtj,Vij),i=1,2,L,6;j=1,2]]>式中ρ(vtj,Vij)=|vtj-aij+bij2|-bij-aij2]]>为点v_ij与区间V_ij的距，K_ij(v_tj)为v_tj关于区间V_ij、V’_ij的关联函数，当K_ij(v_tj)≥0时，表示v_ij属于V_ij；当K_ij(v_tj)≤-1时，表示v_ij不属于V_ij；当-1＜K_ij(v_tj)＜0时，称为可拓域，表示v_ij仍然有机会属于V_ij，并且数值越大，v_ij越容易转化到V_ij中；(5).确定权系数：从故障时刻开始选取母线零序电压1个周期的采样点，计算其相角θ_u0；根据故障合闸角的大小来确定2个特征的权重系数分别为(6).计算待定故障线路的关联置信度：根据下式计算待定故障线路的关联置信度：λ(Ii)=Σj=12αijKij,i=1,2,L,6]]>谐振接地系统发生单相接地故障时，选线判据为：a)当线路i的v_tj在区间<a_ij，b_ij>内时K_ij(v_tj)≥0，即λ(I_i)＞0，i＝1，2，…，6，线路i对应故障线路；b)若λ(I_i)＜0，对于i＝1，2，…，6均成立，则判为母线故障。