一种基于行波的配电网线路故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于行波的配电网线路故障检测方法及系统，包括从行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励；行波检测装置采集并记录收到的行波信号；对行波信号进行快速傅里叶变换得到行波频域信号；对行波频域信号进行聚类；将聚类信号输入第一神经网络进行训练；将每一分类的聚类信号输入第二神经网络进行训练；出现故障时，检测装置采集行波信号，将行波信号进行快速傅里叶变换以及聚类，得到故障聚类信号；将所述故障聚类信号输入所述线路段分类模型，得到故障线路段分类；根据所述故障线路段分类得到对应的距离计算模型；将所述故障聚类信号输入距离计算模型，得到故障距离。通过上述方案解决了现有技术中和行波定位故障较难的技术问题。障较难的技术问题。障较难的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行波的配电网线路故障检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力领域，具体而言涉及一种基于行波的配电网线路故障检测方法及系统。

技术介绍

[0002]在电力传输网络中，当线路发生故障时，故障行波会从故障点沿线路向系统各处传播，行波法就是利用互感器提取行波信号进行故障定位的。现有技术中对于单类型的电网行波故障定位技术如图2所示，当F点出现故障时，行波会从F点出发向a、b两点传播，在a点可以测得一个行波到达时间，行波到达b点后反射至a点，在a点可以测得第二个行波到达时间，通过两个时间差以及行波的传播速度即定位故障点。
[0003]以往配电网的结构多为单一架空线路，主要用于市内外输送电能，具有建设成本低、建设周期短、易于扩建等特点，但是近年来随着电网技术的发展和电网改造工作的深入开展，为了美化市容、节约土地资源，在市内广泛应用地下电缆，与建设在外面的架空线路相比，电缆线路一般不与外界直接接触，深埋于地下或者铺设于室内，不仅美化了城市环境，降低了安全隐患，而且不受外界天气和气候的影响，具有传输性能稳定的优点；而对于市外配电线路综合考虑经济性和实用性，采用易于扩建的适合远距离输电的架空线路，导致配电网由单一的架空线逐步发展为架空线
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电缆混合线路。
[0004]对于架空线
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电缆混合线路，在架空线与电缆的交接处的行波会产生折射、反射等现象。如图3所示，当F点出现故障时，行波会从F点出发向，在c、d点产生折射、反射等现象，多种折射、反射信号的叠加导致a点收到的行波信号杂乱，现有技术中通常使用复杂信号分解算法确定出行波信号的传播特征，进而对故障进行定位，现有技术对架空线
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电缆混合线路的行波故障检测方法有过程复杂且对检测设备精度要求高的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种基于行波的配电网线路故障检测方法及系统，采用神经网络对行波的频域特性进行分析，减少通过行波进行故障检测的难度。
[0006]在本专利技术的一个方面，提供一种基于行波的配电网线路故障检测方法，包括：在待检测配电网线路中设置一个行波检测装置；从所述行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励；所述行波检测装置采集并记录收到的行波信号以及相应的测试行波激励触发位置；对所述行波信号进行快速傅里叶变换得到行波频域信号；对所述行波频域信号进行聚类得到聚类信号，所述聚类信号为聚类中心组成的频率序列；对聚类信号根据测试行波激励触发位置添加线路段标签以及距离标签；将所述聚类信号以及线路段标签输入第一神经网络进行训练，得到线路段分类模型；将所述聚类信号以线路段进行分类，将每一分类的聚类信号以及距离标签输入第二神经网络进行训练，得到每一线路段分类对应的距离计算模型；出现故障时，波检测装置采集行波信号，将行波信号进行快速傅里叶变换以及聚类，得
到故障聚类信号；将所述故障聚类信号输入所述线路段分类模型，得到故障线路段分类；根据所述故障线路段分类得到对应的距离计算模型；将所述故障聚类信号输入对应的距离计算模型，得到故障距离。
[0007]进一步地，所述线路为架空线
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电缆混合线路。
[0008]进一步地，进行聚类时去掉振幅小于第二预设值的信号簇和/或信号簇频域宽度小于第三预设值的信号簇。
[0009]进一步地，所述第一神经网络为DNN网络。
[0010]进一步地，所述第二神经网络为BP神经网络。
[0011]本专利技术另一个方法还提供一种基于行波的配电网线路故障检测系统，所述配电网线中包括一个行波检测装置，其特征在于所述系统包括：激励模块，用于从所述行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励；采集模块，用于所述行波检测装置采集并记录收到的行波信号以及相应的测试行波激励触发位置；第一变换模块，用于对所述行波信号进行快速傅里叶变换得到行波频域信号；第二变换模块，用于对所述行波频域信号进行聚类得到聚类信号，所述聚类信号为聚类中心组成的频率序列；第三变换模块，用于对聚类信号根据测试行波激励触发位置添加线路段标签以及距离标签；第一训练模块，用于将所述聚类信号以及线路段标签输入第一神经网络进行训练，得到线路段分类模型；第二训练模块，用于将所述聚类信号以线路段进行分类，将每一分类的聚类信号以及距离标签输入第二经网络进行训练，得到每一线路段分类对应的距离计算模型；故障信号检测模块，用于出现故障时，波检测装置采集行波信号，将行波信号进行快速傅里叶变换以及聚类，得到故障聚类信号；分类模块，用于将所述故障聚类信号输入所述线路段分类模型，得到故障线路段分类；计算模块，用于根据所述故障线路段分类得到对应的距离计算模型，将所述故障聚类信号输入对应的距离计算模型，得到故障距离。
[0012]进一步地，所述线路为架空线
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电缆混合线路。
[0013]进一步地，进行聚类时去掉振幅小于第二预设值的信号簇和/或信号簇频域宽度小于第三预设值的信号簇。
[0014]进一步地，所述第一神经网络为DNN网络。
[0015]进一步地，所述第二神经网络为BP神经网络。
[0016]本专利技术通过上述技术方案，通过神经网络对行波的频域特性进行分析，减少通过行波进行故障检测的难度。
附图说明
[0017]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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1本专利技术方法示意图；
[0019]图2行波示意图；
[0020]图3混合线路行波示意图；
[0021]图4行波频域分解示意图；
[0022]图5干扰波示意图。
具体实施方式
[0023]下面，结合附图以及具体实施方式，对专利技术做出优选的描述。
[0024]本实施例通过如下步骤解决上术问题:
[0025]在一个实施例中，参考图1，本专利技术提供基于行波的配电网线路故障检测方法，包括如下步骤：
[0026]在待检测配电网线路中设置一个行波检测装置。
[0027]待检测配电网可以是一段需要进行维护的电网线路，可以是一个局端的电网，也可以是若干变压器之间的电网；行波检测装置可以检测电网中的行波，可使用常规的行波检测装置，获得行波的频率、振幅、持续时间等基本行波参数；进一步地，所述行波检测装置可以设置于等检测线路的一端，如图2所示，可以将行波检测装置设置于a点。
[0028]从所述行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励。
[0029]本专利技术在后续步骤中需要神经网络对行波数据进行片，因此需要要获取大量的训练数据。为了获得训练数据，事前从所述行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励；示例性地，如图2所示，将行波检测装置设置于a点，则从a点起每隔一段的距离触发一次测试行波，具体长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于行波的配电网线路故障检测方法，其特征在于所述方法包括：在待检测配电网线路中设置一个行波检测装置；从所述行波检测装置起以预设步长触发测试行波激励；所述行波检测装置采集并记录收到的行波信号以及相应的测试行波激励触发位置；对所述行波信号进行快速傅里叶变换得到行波频域信号；对所述行波频域信号进行聚类得到聚类信号，所述聚类信号为聚类中心组成的频率序列；对聚类信号根据测试行波激励触发位置添加线路段标签以及距离标签；将所述聚类信号以及线路段标签输入第一神经网络进行训练，得到线路段分类模型；将所述聚类信号以线路段进行分类，将每一分类的聚类信号以及距离标签输入第二神经网络进行训练，得到每一线路段分类对应的距离计算模型；出现故障时，波检测装置采集行波信号，将行波信号进行快速傅里叶变换以及聚类，得到故障聚类信号；将所述故障聚类信号输入所述线路段分类模型，得到故障线路段分类；根据所述故障线路段分类得到对应的距离计算模型；将所述故障聚类信号输入对应的距离计算模型，得到故障距离。2.根据权利要求1所述的基于行波的配电网线路故障检测方法，其特征在于：所述线路为架空线
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电缆混合线路。3.根据权利要求1所述的基于行波的配电网线路故障检测方法，其特征在于：进行聚类时去掉振幅小于第二预设值的信号簇和/或信号簇频域宽度小于第三预设值的信号簇。4.根据权利要求1所述的基于行波的配电网线路故障检测方法，其特征在于：所述第一神经网络为DNN网络。5.根据权利要求1所述的基于行波的配电网线路故障检测方法，其特征在于：所述第二神经网络为BP神经网络。6.一种基于行波的配电网线路故障检测系统，所述配电网线中包括一个行波检测装置，其特征在于所述系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立斌，王勃，马加庆，辛星志，
申请(专利权)人：山东博鸿电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：