【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电自动化，尤其是一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法。
技术介绍
1、谐振接地系统发生单相接地故障后，由于消弧线圈普遍采用过补偿方式，故障线路与非故障线路零序电流特征区分不明显，其故障选线问题一直没有得到很好的解决。
2、目前，国内外学者针对单相接地故障提出了许多选线方法，归纳起来可以分为两类：基于稳态信号的选线方法和基于暂态信号的选线方法。基于稳态信号的选线方法通常采用比较稳态零序电流幅值、相位的方式确定故障线路，由于故障信号微弱，故障接地方式多变，选线结果并不理想。基于暂态信号的选线方法通常采用提取暂态信号突变量、幅值、极性、能量等信息进行故障选线，随着信号时频分析工具的发展，加之暂态信号蕴藏丰富的故障信息，近年来基于暂态信号的选线方法受到关注。
3、改进希尔伯特-黄变换是一种非线性、非平稳信号分析方法。它没有类似于小波分析选择基函数的问题，能够自适应地将信号分解为多个本征模态函数，既能使信号分解具有唯一性又能在时域和频域同时具有良好的局部化性质，信号一旦分解完毕，又可根据工程问题的要求实现灵活重构。此外，改进希尔伯特-黄变换对经验模态分解算法进行了改进，避免了模态混叠问题。但是目前尚未出现使用改进希尔伯特-黄变换对谐振接地系统选线的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，对各条线路零序电流信号进行集合经验模态分解获得本征模态函数，然后计算各条
2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，包括以下步骤：
4、步骤1、监测谐振接地系统零序电压，发生单相接地故障后，截取各路出线故障前半个周波和故障后3个周波的零序电流信号；
5、步骤2、对各路出线零序电流信号进行集合经验模态分解，得到各本征模态函数；
6、步骤3、对各本征模态函数进行希尔伯特变换，并计算相关瞬时参数；
7、步骤4、计算各本征模态函数和残余量的平均瞬时频率；
8、步骤5、特征频带为0～20hz和300～3000hz，筛选平均瞬时频率处于特征频带的本征模态函数和残余量，对每路出线零序电流处于特征频带的本征模态函数和残余量求信号能量和，选出能量最大的出线为初选线路，能量次之的线路为参考线路；
9、步骤6、重构初选线路和参考线路300～3000hz频段内的本征模态函数得到两条线路零序电流的高频分量，两个高频分量做内积，值为正则为母线故障，值为负则为初选线路故障。
10、而且，所述步骤2包括以下步骤：
11、步骤2.1、记零序电流信号为s(t)在零序电流信号中叠加高斯白噪声，噪声标准差与信号标准差之比取0.2，叠加噪声后的零序电流信号记为x(t)；
12、步骤2.2、找到信号x(t)的所有极值点，用样条函数围绕所有的极大值点构造上包络线，用样条函数围绕所有的极小值点构造下包络线，计算两条包络线的均值m(t)；
13、步骤2.3、令h(t)＝x(t)-m(t)；
14、步骤2.4、检测h(t)是否满足终止条件h(t)的极值点数和零点数相等或至多相差1个且h(t)局部对称，若不满足则令x(t)＝h(t)并跳至步骤2.2，若满足则跳至步骤2.5；
15、步骤2.5、令c(t)＝h(t)，c(t)是本征模态函数，做差r(t)＝x(t)-c(t)；
16、步骤2.6检测r(t)是否满足终止条件r(t)是一个常量或单调函数，若不满足则令x(t)＝r(t)并跳至步骤2.2继续计算，若满足终止条件则集合经验模态分解结束。
17、而且，所述s(t)的分解公式为：
18、
19、其中，ci(t)为本征模态函数，r(t)是残余量。
20、而且，所述步骤3的具体实现方法为：
21、
22、
23、其中，为ci(t)的希尔伯特变换，t为时间，τ为希尔伯特变换过程中的中间变量，无实际意义；为瞬时相位；fi(t)为瞬时频率；ai(t)为瞬时幅值。
24、而且，所述步骤4的具体实现方法为：
25、
26、其中，为平均瞬时频率；t为采样信号时间窗长度。
27、而且，所述步骤5中本征模态函数能量的计算方法为：
28、
29、其中，ei为本征模态函数能量。
30、残余分量能量的计算方法为：
31、
32、其中，er为残余量能量。
33、本专利技术的优点和积极效果是：
34、1、本专利技术通过对各条线路零序电流信号进行集合经验模态分解获得本征模态函数，然后计算各条线路特征频带内的本征模态函数能量和，选出初选线路和参考线路，最后对初选线路和参考线路的高频分量本征模态函数信号重构，通过比较重构信号的极性最终确定故障线路。经过matlab仿真结果表明本专利技术所提方法选线准确率高，适应性强，能够为操作人员选线提供参考。
35、2、本专利技术采用0～20hz和300～3000hz的特征频带能量信号进行线路初选，同时计及了小故障合闸角时的衰减直流分量和大故障合闸角时的高频分量，保证了无论在大故障合闸角还是小故障合闸角时发生故障，本专利技术均具有较高的选线准确率。
36、3、本专利技术利用能量最大的两条线路确定最终的故障线路，避免了其余线路采样值过小导致信号不准对选线结果造成影响。
37、4、本专利技术基于故障后暂态信号选线，与稳态信号相比暂态信号幅值更大，故障信息更丰富。
38、5、本专利技术采用改进希尔伯特-黄变换处理故障信号，能够准确地提取故障特征分量，且无选取基函数和模态混叠的问题。改进希尔伯特-黄变换在处理信号的过程中本身就需要叠加高斯白噪声，因此，本专利技术在一定程度上具有抗噪声干扰能力。
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1.一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述s(t)的分解公式为：
4.根据权利要求3所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：
5.根据权利要求4所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法为：
6.根据权利要求5所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述步骤5中本征模态函数能量的计算方法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于改进希尔伯特-黄变换的谐振接地系统选线方法，其特征在于：所述s(t)的分解公式为：
4.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋金钊，佟占莹，张春晖，张弛，晋萃萃，张磐，姚瑛，栗薇，祖国强，陈沼宇，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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