基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法技术

本申请公开了基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，包括：当判定配电网中发生故障时，获取配电网中各线路的故障特征，并根据故障特征构建选线决策矩阵；对选线决策矩阵进行归一化运算，并逐列选取归一化后选线决策矩阵中的最大列元素和最小列元素；根据最大列元素和最小列元素，计算选线决策矩阵中各元素的第一隶属度和第二隶属度，并采用数组的形式，根据第一隶属度和第二隶属度，组成小电流接地故障选线综合Vague值矩阵；对小电流接地故障选线综合Vague值矩阵进行加权运算，计算配电网中各线路的故障评分，选取故障评分最大值对应的线路记作小电流接地故障线路。通过本申请中的技术方案，提高了小电流接地故障选线的准确性。地故障选线的准确性。地故障选线的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法


[0001]本申请涉及电网故障检测的
，具体而言，涉及基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法。

技术介绍

[0002]配电网在电力系统中扮演着非常重要的角色，其能够从变电站或地方发电厂获得电能并逐级分配给电力用户，与用户的关系最为紧密。而我国配电网分布范围广、配置相对较低，是整个大电网中相对薄弱的环节。配电网故障率高，主要以接地故障为主，由于我国6～66kV电压等级广泛采用中性点非直接接地运行方式即小电流接地运行方式，主要包括：中性点不接地运行方式和中性点经消弧线圈接地运行方式。
[0003]虽然配电网单相接地故障发生后可以带电继续运行1～2个小时，供电可靠性一定程度上得到了提高，但是由于故障电流较小，为故障点位置的确定增加了难度。单相接地故障发生后，非故障相电压升高，若不及时将故障切除将可能导致故障范围扩大。随着社会经济水平的提高，电力用户对供电可靠性提出了更高的要求。因此，当故障发生后，快速确定故障位置、切除故障、恢复供电就显得格外重要。
[0004]而现有技术中，基于传统模糊理论的小电流接地故障综合选线方法，对各条线路、各个选线方法建立故障隶属度函数，并加权求和得到各条线路的故障可信度，通过比较各条线路的故障可信度判断故障线路。
[0005]但是，由于小电流接地故障的复杂性，通过每种选线方法判断该条线路是否为故障线路往往存在一定的犹豫度，即故障线路、非故障线路以及介于故障与非故障之间的犹豫度，所以，故障隶属度函数的单一函数值不能全面地表达出小电流接地故障选线问题中的模糊信息，使得单一的评价标准会造成小电流接地故障选线失败，导致无法及时响应电网故障。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于：解决模糊理论中小电流接地故障选线存在的问题，提高小电流接地故障选线的准确性，提高电网供电的可靠性。
[0007]本申请的技术方案是：提供了基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，该方法包括：步骤1，当判定配电网中发生故障时，获取配电网中各线路的故障特征，并根据故障特征构建选线决策矩阵；步骤2，对选线决策矩阵进行归一化运算，并逐列选取归一化后选线决策矩阵中的最大列元素和最小列元素；步骤3，根据最大列元素和最小列元素，计算选线决策矩阵中各元素的第一隶属度和第二隶属度，并采用数组的形式，根据第一隶属度和第二隶属度，组成小电流接地故障选线综合Vague值矩阵；步骤4，对小电流接地故障选线综合Vague值矩阵进行加权运算，计算配电网中各线路的故障评分，选取故障评分最大值对应的线路记作小电流接地故障线路，其中，加权运算的模糊熵权重值由选线决策矩阵中的元素值确定。
[0008]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤1中，根据故障特征构建选线决策矩阵，具体包括：步骤11，当判定配电网中发生故障时，获取配电网中各线路的故障电流信息；步骤12，对故障电流信息进行傅里叶变换和小波包变换，提取配电网中各线路的故障特征，其中，故障特征至少包括零序基波电流幅值、五次谐波幅值以及小波包变换能量值；步骤13，以配电网中各线路的标号为行数，以故障特征的类别标号为列数，构建选线决策矩阵。
[0009]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2中，第一隶属度和第二隶属度的计算公式为：
[0010][0011][0012]式中，t
ij
为第一隶属度，d
ij
为第二隶属度，为第一运算参量，为第二运算参量，为第三运算参量，为第四运算参量，为第j列中的最大列元素，为第j列中的最小列元素，g
ij
为归一化后选线决策矩阵中的第i行第j列元素。
[0013]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2中，小电流接地故障选线综合Vague值矩阵的计算公式为：
[0014][0015]式中，t
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第一隶属度，d
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第二隶属度。
[0016]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2中，对选线决策矩阵进行归一化运算的计算公式为：
[0017][0018]式中，b
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的元素，i＝1，2，...，n，i为配电网中各线路的标号，j为故障特征的类别标号，j＝1，2，...，m，g
ij
为元素b
ij
归一化后对应的元素。
[0019]上述任一项技术方案中，进一步地，步骤4中，故障评分的计算公式为：
[0020]S
i
＝t
i
‑
d
i
[0021][0022][0023]式中，t
i
为第一评分参数，d
i
为第二评分参数，t
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第一隶属度，d
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第二隶属度，ω
j
为选线决策矩阵中第j列的模糊熵权重值，为第j列中的最大列元素，为第j列中的最小列元素，g
ij
为归一化后选线决策矩阵中的第i行第j列元素。
[0024]上述任一项技术方案中，进一步地，模糊熵权重值ω
j
的计算公式为：
[0025][0026]式中，为选线决策矩阵中第j列元素对应的信息熵权重，为选线决策矩阵中第j列元素对应的模糊理论权重，j为故障特征的类别标号，j＝1，2，...，m，m为类别标号的最大值。
[0027]上述任一项技术方案中，进一步地，信息熵权重的计算公式为：
[0028][0029][0030]式中，q
ij
为熵值参数，H
j
为属性熵值，g
ij
为归一化后选线决策矩阵中的第i行第j列元素，i＝1，2，...，n，i为配电网中各线路的标号，n为标号的最大值，为第i个故障特征对应的信息熵权重。
[0031]上述任一项技术方案中，进一步地，故障特征包括零序基波电流幅值、五次谐波幅值以及小波包变换能量值，模糊理论权重的计算公式为：
[0032][0033][0034][0035]式中，为基波权值，|b
i1
|
max
为第i条线路中零序基波电流幅值的最大值，|b
i1
|
sum
为第i条线路中零序基波电流幅值的和值，为谐波权值，|b
i2
|
max
为第i条线路中五次谐波幅值的最大值，|b
i2
|
sum
为第i条线路中五次谐波幅值的和值，为小波权值，θ为电压初相角。
[0036]本申请的有益效果是：
[0037]本申请中的技术方案，将Vague集理论应用到小电流接地故障选线问题中，不仅考虑了隶属度，还考虑了非隶属度和犹豫度，从而更好、更准确地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，其特征在于，方法包括：步骤1，当判定配电网中发生故障时，获取配电网中各线路的故障特征，并根据故障特征构建选线决策矩阵；步骤2，对选线决策矩阵进行归一化运算，并逐列选取归一化后选线决策矩阵中的最大列元素和最小列元素；步骤3，根据最大列元素和最小列元素，计算选线决策矩阵中各元素的第一隶属度和第二隶属度，并采用数组的形式，根据第一隶属度和第二隶属度，组成小电流接地故障选线综合Vague值矩阵；步骤4，对小电流接地故障选线综合Vague值矩阵进行加权运算，计算配电网中各线路的故障评分，选取故障评分最大值对应的线路记作小电流接地故障线路，其中，加权运算的模糊熵权重值由选线决策矩阵中的元素值确定。2.如权利要求1的基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，其特征在于，步骤1中，根据故障特征构建选线决策矩阵，具体包括：步骤11，当判定配电网中发生故障时，获取配电网中各线路的故障电流信息；步骤12，对故障电流信息进行傅里叶变换和小波包变换，提取配电网中各线路的故障特征，其中，故障特征至少包括零序基波电流幅值、五次谐波幅值以及小波包变换能量值；步骤13，以配电网中各线路的标号为行数，以故障特征的类别标号为列数，构建选线决策矩阵。3.如权利要求1的基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，其特征在于，步骤2中，第一隶属度和第二隶属度的计算公式为：于，步骤2中，第一隶属度和第二隶属度的计算公式为：式中，t
ij
为第一隶属度，d
ij
为第二隶属度，为第一运算参量，为第二运算参量，为第三运算参量，为第四运算参量，为第j列中的最大列元素，为第j列中的最小列元素，g
ij
为归一化后选线决策矩阵中的第i行第j列元素。4.如权利要求3的基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，其特征在于，步骤2中，小电流接地故障选线综合Vague值矩阵的计算公式为：
式中，t
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第一隶属度，d
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的第二隶属度。5.如权利要求1或3的基于模糊熵权的Vague集的小电流接地故障综合选线方法，其特征在于，步骤2中，对选线决策矩阵进行归一化运算的计算公式为：式中，b
ij
为选线决策矩阵中第i行j列的元素，i＝1,2,
…
,n，i为配电网中各线路的标号，j为故障特征的类别标号，j＝1,2,
…
,m，g...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鹏，周雪枫，赵国伟，陈建丰，李捷，杨扬，郑晓梅，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司大同供电公司，
类型：发明
国别省市：