[发明专利]一种配电网暂时过电压分类识别方法及装置

摘要

本发明涉及一种配电网暂时过电压分类识别方法及装置，该方法主要内容包括获取波形采样数据、计算采样数据的能量贡献率和奇异谱熵，提取采样数据的时域能量分布特征、对采样数据进行局部特征尺度分解及带通滤波以获取重心频带、结合阈值判别法实现配电网暂时过电压类型识别。本发明不需要分类器，算法简单，计算时间少，能够较准确地识别单相金属性接地、间歇性弧光接地、高频谐振、基频谐振、分频谐振五类配电网过电压类型，本发明的配电网过电压类型识别方法具有较强的适应能力，在噪声干扰的工况下仍具有较高的过电压类型识别正确率。

主权项

1.一种配电网暂时过电压分类识别方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：配电网发生过电压后，获取母线三相电压和零序电压在过电压发生前后一段时间内的波形采样数据；步骤S2：对步骤S1获取的零序电压采样数据计算故障后两个工频周波的能量贡献率E，判断E是否大于阈值，若是，判为操作过电压，识别过程结束；步骤S3：若E小于阈值，判为暂时过电压，计算对应的三相电压采样数据的奇异谱熵S，判断S是否大于阈值，若是，判为单相金属性接地过电压，识别过程结束；步骤S4：若S小于阈值，对相应的零序电压采样数据进行局部特征尺度分解、希尔伯特变换及带通滤波，计算重心频带N_g；步骤S5：采用阈值判别法区分三种铁磁谐振过电压和间歇性弧光接地过电压：若N_g等于6，判为高频谐振过电压；若N_g等于5，判为基频谐振过电压；若N_g小于5且大于等于2，判为分频谐振过电压；若N_g等于1，判为间歇性弧光接地过电压，识别过程结束；其中，所述步骤S2中的计算能量贡献率E的具体过程如下：能量贡献率根据公式计算，其中，N₁为2个周波的采样点数；N₂为截取的总时段的采样点数；v₀(k)为零序电压信号序列；选取能量贡献率为60％作为暂时过电压和操作过电压的分类判据；其中，所述步骤S3中计算三相电压采样数据奇异谱熵的具体过程为：设截取的信号采样点数为n，三相电压信号矩阵为U＝[u_a，u_b，u_c]，对矩阵U作奇异值分解，得到奇异谱Λ＝diag{μ₁，μ₂，μ₃}，信号奇异谱熵其中，判别单相金属性接地过电压的阈值取1.15；其中，步骤S4包括如下步骤：步骤S41：将零序电压采样数据进行局部特征尺度分解，得到若干个内禀尺度分量，即ISC分量；具体为：首先，满足以下两个条件的单分量信号可被称为内禀尺度分量：(Ⅰ)信号数据的任意两个相邻极值点符号互异；(Ⅱ)信号数据的任意两个相邻极大值点确定的直线在二者之间的极小值点所对应的横坐标处的函数值与该极小值点的比值保持不变；或者，信号数据的任意两个相邻极小值点确定的直线在二者之间的极大值点所对应的横坐标处的函数值与该极大值点的比值保持不变；根据上述两个条件，将过电压信号进行局部特征尺度分解，分解成若干个内禀尺度分量和一个残余项之和，即其中，x(t)为原始信号，n为内禀尺度分量的个数；isc_i(t)为第i个内禀尺度分量；r(t)为剩余分量；步骤S42：对各个ISC分量做希尔伯特变换，得到瞬时频率矩阵：第i个内禀尺度分量变换公式为构造相应的解析信号Y_i(t)为Y_i(t)＝isc_i(t)+jH[isc_i(t)]则第i个内禀尺度分量瞬时频率函数f_i(t)为步骤S43：将总频带划分为6个频带：0～10Hz、10～20Hz、20～30Hz、30～40Hz、40～80Hz、80～600Hz，对各频带依次编号，0～10Hz为频带1，10～20Hz为频带2，以此类推，直至第6个频带；采用带通滤波算法对LCD分解获得的各个内禀尺度分量依据Hilbert瞬时频率矩阵分频带多支重构，得到零序电压采样数据在各个频带内的分量数据；步骤S44：计算各个频带内的分量数据能量，选取能量最高的频带编号作为重心频带：第i频带的能量为其中，e_i为第i频带的信号能量；m为重构信号的数据长度；c_i(k)为第i频带的重构信号；获取能量最大的频带编号：N_g＝i_max其中，N_g为重心频带；i_max为能量最大的频带编号；重心频带N_g可作为识别分频谐振、基频谐振、高频谐振和间歇性弧光接地过电压的特征量。