一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法和系统，属于配电网故障检测领域。本发明专利技术将可能受到时间误差影响的数据纳入故障区段的残差，再利用DBSCAN算法对故障区段的残差聚类分组，辨识受时间误差影响的不良数据，利用余下的正常数据重新构建优化模型并计算最优解，修正故障定位结果，该方法对时间误差具有强鲁邦性，不受故障条件及分布式电源影响，具有较高的定位精度和可靠性。此外，还利用区段最小残差平方和进行故障区段定位，由于在识别故障区段时，将波速作为未知量进行求解，故障区段的判定结果不受波速误差的影响，具有较高的可靠性。同时，在识别过程中得到与故障区段对应的一组残差，为利用DBSCAN算法实现残差聚类提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法和系统
本专利技术属于配电网故障检测领域，更具体地，涉及一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法和系统。
技术介绍
配电网快速、准确的故障定位是加快故障恢复和减少停电时间的关键，对提升电力系统稳定性和供电可靠性具有重要意义。近年来，世界各地的配电系统已经商业化使用分布式能源资源(DERs)。随着DERs和电力电子装置的大规模并网，传统配电网的“径向”结构和无源特性不复存在，电网中部分馈线的功率流向可能由单向改变为双向，故障特征与传统的旋转电机系统有很大的不同，直接导致过电流保护的定值错误和动作配合失效，使配电网的保护和故障定位更加复杂。目前配电网故障定位方法主要有两种：阻抗法和行波法。阻抗法易受网络结构，CT饱和，线路参数和三相负载不对称的影响，导致阻抗法的定位精确度较低。行波法不受CT饱和，故障条件和负载情况的影响，具有较高的定位精度和明显的理论优势。随着无线通信、PMU测量装置和信号处理技术的发展，行波法体现出巨大的应用潜力。更重要的是，行波法对DERs具有较好的适用性，故障初始行波不受DER本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法，其特征在于，包括：/nS1.提取故障初始行波到达时间；/nS2.故障区段定位；/nS3.对故障区段的所有残差执行DBSCAN聚类；其中，故障区段的残差定义为：

【技术特征摘要】
1.一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法，其特征在于，包括：
S1.提取故障初始行波到达时间；
S2.故障区段定位；
S3.对故障区段的所有残差执行DBSCAN聚类；其中，故障区段的残差定义为：Rxy表示残差，和分别为节点Bj距离行波检测器Dx和Dy的距离；Tx和Ty分别为行波检测器Dx和Dy测量的故障初始行波到达时间，v表示波速；l表示故障距离，dxy是与检测器位置有关的0-1系数；
S4.选择聚类结果中均值最小的簇，利用该簇中的数据计算得到行波波速和故障距离。


2.根据权利要求1所述的一种基于残差聚类的配电网行波故障定位方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
01.以波速、故障距离作为决策变量，以各个区段的残差平方和最小为目标函数，对配电网中的每个区段构建优化模型；优化模型构建公式为：



其中，表示任意区段BiBj的最小残差平方和，n为行波检测器数量；C(n,2)为任选两个行波检测器的组合数量，Rxy表示残差，和分别为节点Bj距离行波检测器Dx和Dy的距离；Tx和Ty分别为行波检测器Dx和Dy测量的故障初始行波到达时间，v表示波速；l表示故障距离，dxy是与检测器位置有关的0-1系数，Su为节点Bi直接连接的上游部分包含的行波检测器集合，Sd为与节点Bj直接连接的下游部分包含的行波检测器集合，vc为光速；为区段BiBj的长度；
02.将配电网所有区段中最小残差平方和最小的区段判定为故障区段，对应公式为：



其中，MN为故障区段；最优解[v,l]分别表示波速和故障距离的初始解。


3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹项根，乔健，王义凯，徐雯，谭力铭，陈卫，张哲，文明浩，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42