基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法及应用技术

本发明专利技术提供一种基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法及应用，其中特征值选取方法包括：采集配电线路的电压数据和电流数据，得到二次电压波形和电流波形；分别对二次电压波形和电流波形进行离散采样，得到离散采样信号；提取离散采样信号的偶数点数据，得到离散采样信号的近似序列和细节序列；分别计算频域特征值和时域特征值。本发明专利技术针对配电线路接地故障识别准确率较低的问题，利用小波变换对配电线路二次电压、电流进行分解，提高了配电线路接地故障的准确率。电线路接地故障的准确率。电线路接地故障的准确率。

【技术实现步骤摘要】
基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法及应用


[0001]本专利技术涉及电网接地故障判断
，特别涉及一种基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法及应用。

技术介绍

[0002]配电网运行环境复杂多变，由于变电站接地方式多为不接地或者经消弧线圈接地，导致发生单相接地时，变电站保护不能第一时间发现故障并切除，导致配电线路带接地故障运行，若产生电弧，则容易引起故障扩大至相间短路，甚至带来了涉电公共安全隐患，严重威胁人身安全。目前，国内多采用接地选线装置对故障线路进行选线跳闸，以切除接地故障，但由于接地故障特征不明显，造成选线成功率较低，只能采用轮切的方式进行故障排除，不仅增加了故障切除时间，还会导致其他线路的不必要停电。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法及应用，可以解决现有技术中由于接地故障不明显，无法及时发现接地故障而导致的扩大不必要的影响的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1、采集配电线路的电压数据和电流数据，得到二次电压波形和电流波形；
[0007]步骤S2、分别对二次电压波形和电流波形进行离散采样，得到离散采样信号；
[0008]步骤S3、提取离散采样信号的偶数点数据，得到离散采样信号的近似序列和细节序列；
[0009]步骤S4、分别计算频域特征值和时域特征值。
[0010]进一步的，采用Mallat算法对二次电压波形和电流波形进行离散化，得到离散采样信号a
j，k
，其中j代表分解的层数，k代表离散采样信号点数。
[0011]进一步的，对分解得到的每一层细节序列取平方和，即得到每一层细节序号的能量，即频域特征值。
[0012]进一步的，计算二次电压波形和电流波形每周期峰值、积分值的变化量，得到时域特征值。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种配电线路接地故障的判断方法，利用权利要求1至4任一项所述的基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法得到的频域特征值和时域特征值，再结合线路零序电流的变化，判断配电线路是否发生接地故障。
[0014]本专利技术针对配电线路接地故障识别准确率较低的问题，提出通过小波变换对配电线路二次电压、电流进行分解，得到5层小波细节信号能量作为频域特征值，并计算二次电压、电流每周期峰值、积分值的变化量，作为时域特征值。最后，结合线路零序电流的变化，
辅助判断线路是否发生接地故障，提高了配电线路接地故障的准确率。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术的基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法进行判断接地故障的流程图；
[0017]图2为本专利技术的对离散采样信号进行三层分解的过程示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0019]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0020]本专利技术的一种基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0021]步骤S1、采集配电线路的电压数据和电流数据，得到二次电压波形和电流波形。
[0022]步骤S2、分别对二次电压波形和电流波形进行离散采样，得到离散采样信号a
j,k
。
[0023]接地故障因其随机性和不稳定性，电压信号和电流信号属于奇异点较多的不稳定信号，所以应采用奇异性检测特性较好的小波基，其应具有对称、正则、有限紧支撑、高消失矩的特征。小波基可采用Harr、DaubechiesN、Biorthogonal Nr.Nd、Coiffets N、Symlets N等，本专利技术以Symmlets 2小波基为例进行说明，其支撑宽度为3，消失矩数为4，滤波器长度为4，是具有正交性、近似对称的小波基。
[0024]原始离散信号在与小波基做卷积运算时，在边界处会因为数据长度不及小波基长度而出现边界问题，无法进行有效运算，故而需要做边界延拓处理。周期延拓能很好的解决延拓信号给原始信号带来的信号突变，只需在实时采样时保证采到一个完整的电流周期即可在不增加突变信号的情况下完美延拓原始信号。本专利技术即采用周期延拓方式来解决原始数据的边界问题。
[0025]本专利技术采用sym2小波基，通过Mallat算法对线路经三相互感器采集得到的二次电压、电流信号进行分解，此方法可以较为方便地将小波变换算法移植到嵌入式系统里，还可以大大的缩减进行小波变换时的计算量，减轻CPU的运算压力，对于需要实时计算的监测系统来说具有重大意义。
[0026]进一步的，步骤S2包括：采用Mallat算法快速计算电压波形或电流波形的j层小波
变换离散采样信号a
j，k
。
[0027]根据Mallat算法，对于线路二次电压、电流波形，首先对其进行离散化，得到离散采样信号a
j，k
，其中j代表需分解的层数，本专利技术以五层分解为例进行说明(j＝5)，k代表离散采样信号点数，此值由采样系统的采样率而定。
[0028]步骤S3、提取离散采样信号a
j，k
的偶数点数据，得到离散采样信号的近似序列和细节序列。
[0029]经过sym2小波基所确定的数字滤波器h
k
和g
k
作用，提取离散采样信号的偶数点数据，即可得到j
‑
1级的近似序列a
j
‑
1，k
和细节序列d
j
‑
1,k
，以此类推，最后可以得到序列a
0,k
和d
0,k
，这一过程中得到的a
j
‑
m,k
是经过第m次分解得到的信号近似序列，d
j
‑
m,k
就是第m次分解得到的离散小波系数，重复此过程，直到分解到最后一层。以三层分解过程为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、采集配电线路的电压数据和电流数据，得到二次电压波形和电流波形；步骤S2、分别对二次电压波形和电流波形进行离散采样，得到离散采样信号；步骤S3、提取离散采样信号的偶数点数据，得到离散采样信号的近似序列和细节序列；步骤S4、分别计算频域特征值和时域特征值。2.根据权利要求1所述的基于小波变换的配电线路接地故障特征值选取方法，其特征在于，采用Mallat算法对二次电压波形和电流波形进行离散化，得到离散采样信号a
j,k
，其中j代表分解的层数，k...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟翔，周杨珺，陈千懿，秦丽文，梁朔，李珊，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：