[发明专利]一种基于加窗提升小波变换的双端测距法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于加窗提升小波变换的双端测距法，可用于输电线路故障测距装置。

背景技术

双端测距法(见图1)的关键技术是行波波头的识别。常规的行波脉冲检测方法通过比较电流行波信号是否越过门槛值实现检测，抗干扰能力差，且难以精确确定电流行波波头前沿到达的时刻；导数法、比值法希望通过其变化率来反映信号的突变，从而达到识别行波波头的目的，但由于容易放大某些高频分量，导致抗干扰能力不强，难以在实际中得到应用；传统小波变换不但构造小波函数比较复杂，而且存在计算量大、存储空间消耗大以及浮点计算等缺点；提升方法直接在时域完成原位计算，因此具有节省内存，计算量小，速度快等特点。在此基础上，如何在提高测距精度的同时进一步提高计算速度，减少计算时间，从而缩短查找故障点的时间，成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种一种基于加窗提升小波变换的双端测距法，其能够在提高测距精度的同时进一步提高计算速度，减少计算时间，从而缩短查找故障点的时间。

本发明的思想在于：将离散化的采样电流数据与设计好的窗函数相乘，可以通过滤去低频分量来减少计算量，加快计算速度；然后再把加窗后的采样电流数据用提升小波进行变换，利用提升小波具有节省内存，计算量小，速度快的特点来缩短查找故障点的时间，因此对采样数据进行加窗后在进行提升小波变换可以显著提高计算速度，更快查找到故障点。

本发明的技术方案如下：

一种基于加窗提升小波变换的双端测距法，包括下列步骤：

S1采样：对母线m端接收到的故障行波电流信号f(t)进行采样，将之化成离散函数f(nΔt)。

S2加窗：对f(nΔt)加窗处理就是将离散的时间序列f(nΔt)与窗函数w_N(t)相乘，即

f_N(nΔt)＝f(nΔt)·w_N(t)

S3提升小波变换之分裂：为了便于阐述，令nΔt＝k。将信号{f_N(k)，k∈Z}分割成相互关联的偶数序列f_e(k)和奇数序列f_o(k)。

f_e(k)＝{f_N(2k)，k∈Z}

f_o(k)＝{f_N(2k+1)，k∈Z}

S4提升小波变换之预测：用偶数序列f_e(k)预测奇数序列f_o(k)，将预测误差定义为细节信号，即d(k)＝f_o(k)-P[f_e(k)]。

式中，d(k)为细节信号，P(·)表示预测算子。

S5提升小波变换之更新：为了在变换中保持存在于f_e(k)的某些频率特性，有必要减少由于分裂所产生的混叠效应，引入更新算子U(·)，并由此导出逼近信号，即

c(k)＝f_e(k)+U[f_o(k)]

S6寻找细节信号d(k)中的模极大值，模极大值所对应的横坐标即波头到达m端的时刻。

S7对母线n端的行波信号按上述步骤来寻找波头到达n端的时刻。

S8计算故障点到母线m端的距离：根据公式来计算故障距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明在提升小波变换前，将采样数据与窗函数相乘；利用窗函数能有效滤去低频分量，减少运算量。并通过仿真结果表明，本发明的方法能够准确地提取行波信号的波头位置，不但减少了提升小波变换计算量，而且具有较高的精度。故本发明能够在提高测距精度的同时进一步提高计算速度，减少计算时间，从而缩短查找故障点的时间。

附图说明

图1为双端测距法的原理图；

图2为本发明具体实施例一种基于加窗提升小波变换的双端测距法的流程图；

图3为本发明具体实施例仿真模型图；

图4为本发明具体实施例原始电流波形图；

图5为本发明具体实施例加窗后电流波形图；

图6为本发明具体实施例加窗提升小波变换细节图。

具体实施方式

下方现结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例