一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法。本方法為：首先，采用表征故障暫態(tài)零序電流的數(shù)學(xué)模型替換Duffing混沌振子的內(nèi)置信號，并選取合適的參數(shù)建立IOS；然后，當(dāng)故障發(fā)生時，對故障后首個1／2個工頻周期內(nèi)的暫態(tài)零序電流進(jìn)行4層db10小波包分解，并按照能量最大原則提取特征頻帶，進(jìn)而將特征頻帶導(dǎo)入IOS進(jìn)行求解；最后，提出相軌跡的最大混沌距離與平均混沌距離相結(jié)合的故障選線新判據(jù)。大量仿真實驗表明，該方法可在強噪聲背景下的微弱信號中實現(xiàn)準(zhǔn)確選線。
【專利說明】一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法，屬電力系統(tǒng)故障選線【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，故障選線方法主要利用小波變換、S變換、Prony算法、Hough變換等信號處理工具提取信號，然后，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等建立選線判據(jù)。
[0003]小波變換具有良好的時域、頻域局部化特性，能提取暫態(tài)信號在不同尺度的特征，但小波變換易受噪聲影響。此外，不同的小波基函數(shù)將導(dǎo)致不同的暫態(tài)特征提取結(jié)果。S變換可確定出零序電流的主導(dǎo)特征頻率，并通過比較主導(dǎo)特征頻率上各饋線零序電流的S變換能量，以實現(xiàn)故障選線。Prony分段擬合故障T / 4周期內(nèi)的暫態(tài)零序電流信號，不僅有效避開電流互感器磁密飽和對采集信號的影響，而且在一定程度上提高了 Prony整體擬合精度。Hough變換在參數(shù)空間不超過2維的情況下，有優(yōu)異的表現(xiàn)，但若參數(shù)空間增大，其計算量急劇上升，同時耗費巨大的存儲空間，耗時也隨之猛增。
[0004]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有對周圍環(huán)境自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)功能，可用于處理帶噪聲的、不完整的數(shù)據(jù)集，但存在局部最優(yōu)，訓(xùn)練時間較長，可靠性有限等問題。支持向量機在解決小樣本、非線性及高維模式識別問題中具有優(yōu)勢，但識別能力易受自身參數(shù)的影響。因此，對于故障選線，特別是強噪聲背景下的微弱信號故障選線，還需進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于克服強噪聲背景下故障選線困難這一問題，發(fā)明一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法。本方法為:首先，采用表征故障暫態(tài)零序電流的數(shù)學(xué)模型替換Duffing混沌振子的內(nèi)置信號，并選取合適的參數(shù)建立IOS ;然后，當(dāng)故障發(fā)生時，對故障后首個I / 2個工頻周期內(nèi)的暫態(tài)零序電流進(jìn)行4層dblO小波包分解，并按照能量最大原則提取特征頻帶，進(jìn)而將特征頻帶導(dǎo)入IOS進(jìn)行求解；最后，提出相軌跡的最大混沌距離與平均混沌距離相結(jié)合的故障選線新判據(jù)。大量仿真實驗表明，本發(fā)明基于的物理特征清晰、明確，可有效實現(xiàn)強噪聲背景下的微弱信號故障選線，且在各類故障情況下均有良好的表現(xiàn)，具有一定的適應(yīng)性。
[0006]本發(fā)明所述的一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法，該方法具體步驟為:
[0007]步驟I首先，建立改進(jìn)振子系統(tǒng)(IOS)。IOS的建立需進(jìn)行以下步驟:
[0008]步驟1.1采用表征暫態(tài)零序電流的數(shù)學(xué)模型替換Duffing混沌振子的內(nèi)置信號，從而建立ios，IOS的具體表示形式如下:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)(Improved Oscillator System, IOS)的故障選線方法,其特征在于，首先，采用表征故障暫態(tài)零序電流的數(shù)學(xué)模型替換Duffing混沌振子的內(nèi)置信號，并選取合適的參數(shù)建立IOS;然后，當(dāng)故障發(fā)生時，啟動選線裝置，對故障后首個I / 2個工頻周期內(nèi)的暫態(tài)零序電流進(jìn)行4層dblO小波包分解，并按照能量最大原則提取特征頻帶，進(jìn)而將特征頻帶導(dǎo)入IOS進(jìn)行求解；最后，提出相軌跡的最大混沌距離與平均混沌距離相結(jié)合的故障選線新判據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法，該方法具體步驟為: 步驟I首先，建立改進(jìn)振子系統(tǒng)(IOS)。IOS的建立需進(jìn)行以下步驟: 步驟1.1采用表征暫態(tài)零序電流的數(shù)學(xué)模型替換Duffing混沌振子的內(nèi)置信號，從而建立IOS，IOS的具體表示形式如下:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用改進(jìn)振子系統(tǒng)的故障選線方法，其特征在于，所述步驟2之前，還需進(jìn)行以下步驟: 步驟3.1判斷小電流接地系統(tǒng)的零序電壓UtlU)是否大于母線額定電壓Up的0.15倍，當(dāng)UQ(t)>0.15UP時，則執(zhí)行步驟3.2 ;當(dāng)UQ(t) ( 0.15UP時，則返回步驟3.1。 步驟3.2判斷電壓互感器是否斷線:當(dāng)電壓互感器發(fā)生斷線時，則發(fā)出電壓互感器斷線警告信息；當(dāng)電壓互感器沒有發(fā)生斷線時，則執(zhí)行步驟3.3。 步驟3.3判斷消弧線圈是否發(fā)生串聯(lián)諧振:當(dāng)發(fā)生串聯(lián)諧振時，則調(diào)節(jié)消弧線圈遠(yuǎn)離諧振點以防止其發(fā)生串聯(lián)諧振；當(dāng)消弧線圈沒有發(fā)生串聯(lián)諧振時，則判定小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障。
【文檔編號】G01R31/08GK103901323SQ201410138994
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】王曉衛(wèi), 高杰, 魏向向, 侯雅曉, 張濤 申請人:河南理工大學(xué)