[发明专利]基于VMD和SDEO的低采样率行波故障定位方法

摘要

一种基于VMD和SDEO的低采样率行波故障定位方法，本发明将变分模态分解和对称差分能量算子相结合，利用分解的模态稳定性强的优点和能量算子优异的跟踪信号奇异性的特点，使该算法在较低采样率下也能精确地检测出波头的瞬时能量突变时刻，从而定位故障的发生点。本发明充分利用了初始行波波头的到达时刻和线路长度来消除波速对故障测距的影响，提高了定位精度，而且能够节约设备成本，适合于工程实际中的应用。

主权项

1.一种基于变分模态分解和对称差分能量算子的低采样率行波故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对配电线路的单端电流信号进行采样，将检测到的原始故障行波电流信号进行相‑模转换；通过相模变换矩阵将互相存在耦合作用影响的a，b，c三相电压相量转换成相互独立的0，α，β模量来进行故障测距计算；步骤2，利用变分模态分解算法分解相‑模转换后的信号；对解耦后的β模量进行变分模态分解，并选取局部特征明显的第3层模态来进行分析；步骤3，利用对称差分能量算子来提取暂态行波波头到达时刻信息；波头的提取采用对称差分能量算子对第3层模态求取瞬时能量谱；步骤4，将求得的波头采样点转换成时间量带入测距公式计算出故障位置：在配电线路的发送端(M)0时刻发送行波电流信号，同时在该配电线路的发送端(M)和末端(N)检测原始故障行波电流信号，设t＝t₀时刻在F处发生了短路故障，F处到线路的发送端和末端的距离分别为d₁和d₂，整条线路的总长等于L，当行波在配电线路上进行传播时，遇到母线波阻抗突变点就会发生折射或者反射现象，在发送端(M)测得的故障行波的时间为t_M，在末端(N)测得故障行波的时间为t_N；当d₁>L/2时,t₃>t₂,在发送端测得前3个波头到达时刻t₁、t₂和t₃的信息依次为故障行波、对端母线反射波和故障点的反射波，按下列公式计算短路故障位置d₁：当d₁<L/2时，t₃>t₂,发送端测量到的前3个波头到达时刻t₁、t₂和t₃的信息依次为故障行波、故障点的反射波和对端母线反射波，按下列公式计算短路故障位置d₁：