【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网故障检测，特别是涉及到一种基于零序电流瞬时能量比值的配电网差动保护判据。
技术介绍
1、近年来，随着配电网不断发展，配电网的保护也在电网建设中受到了更多的重视，配电网通常配置三段式电流保护作为主保护。三段式电流保护的保护范围受运行方式和故障类型影响，在不同情况下其保护范围不固定，并且不能保护线路全长，速动性差，不能在短时间内切断故障。对于愈发复杂的配电网来说，电流保护的灵敏性和可靠性日益下降。为此，国内外学者开始将具有良好选择性和速动性的差动保护逐渐应用于配电网中。
2、差动保护的精度和可靠性是其关键，为了保证差动的精度通常会对其判据进行选择和整定，确保该判据能够准确地判断故障是否在区内发生。同时还要对阈值进行整定以适应不同故障类型和电力设备的需求。
3、国内外针对配电网差动保护判据的研究已有许多探索，但多集中于电流的幅值特征上，针对电流的能量特征则研究较少。
4、有专利技术分别以故障馈线零序电流幅值和非故障馈线零序电流幅值对中性点零序电流幅值的比值，构建投影向量作为配电网差动保护判据，能够提升接地保护灵敏度。
5、有专利技术通过建立故障电流正序分量网络，以保护区段两端故障电流正序分量幅值特征为判据，提出了自适应电流差动保护方案。
6、有专利技术以保护区段两端的直轴电流作为差动保护判据，通过交换比较保护区段两端个采样点信息，计算差动量和制动量，根据二者比较结果来判断故障区段。
7、有专利技术采集保护区段两端的交轴电流，分别计算保护区段两端各
8、上述方法大多采用电流的幅值特征，而要准确采集到电流的瞬时幅值对电流互感器的要求比较高，而且并没有对采集到的量进行降噪。
9、有专利技术选取零序电流的初始极性特征作为故障判据，通过采集保护区段两端的零序电流极性特征进行比较，来判断区内是否发生故障。但是这种方法要求准确采集到零序电流的初始极性，可靠性不高。
10、综上，现有技术的判据容易受采样精度影响，对采样装置的要求较高，可靠性容易受影响，而且直接采集电流幅值信息，抗噪性较差。
11、因此，有必要对配电网差动保护判据进行研究，以提高差动保护的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，构建一种更稳定、可靠性更高的配电网差动保护判据，并且在算法上实现采集信息的降噪；解决传统差动保护判据在配电网中出现的误判问题；同时解决零序电流作为配电网差动保护判据时可靠性低的问题。
2、基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
3、步骤一、分别提取区内发生故障和区外发生故障时馈线两端的零序电流；
4、步骤二、采用完全自适应噪声集合经验模态分解iceemdan算法对零序电流进行模态分解，获得固有模态函数imf分量；
5、步骤三、利用希尔伯特hilbert变换计算每个imf分量的瞬时振幅和瞬时相位；
6、步骤四、计算馈线两端瞬时能量值，及瞬时能量比值；
7、步骤五、设置比值系数f，计算发生区外故障时的最小比值pmin；根据最小比值构建差动保护判据，用于判断故障发生。
8、所述步骤三利用希尔伯特hilbert变换计算每个imf分量的瞬时振幅和瞬时相位的方法为：
9、对每个imf分量做hilbert变换获得：
10、
11、式中：ci(t)为原始信号经iceemdan分解后的imf分量，h(ci(t))为该分量的hilbert变换，t为原始信号的时间变量，τ为hilbert变换后的时间变量；
12、根据h(ci(t))和ci(t)构建解析后的信号：
13、
14、式中：j为虚数单位；
15、上式中信号的瞬时幅值和瞬时相位分别是：
16、
17、θi(t)＝arctan(h(ci(t))/ci(t))
18、定义瞬时频率fi(t)：
19、
20、hilbert谱为：
21、
22、通过hilbert谱反映原始信号的时频特性，建立在hilbert谱基础上的hilbert边际谱反映幅值或能量-频率两者的关系，对hilbert谱在时间轴上积分，获得hilbert边际谱：
23、
24、在配电网的馈线发生区内故障时，馈线两端的由零序电流得到的能量不同，以hilbert边际谱为基础，将能量比值作为差动保护的判据，采用瞬时能量比值来衡量两端电流的差异，比值越接近0.5，两端零序电流越接近；比值与0.5相差越大，则两端零序电流差异越大。
25、所述步骤四馈线两端瞬时能量值计算公式为：
26、
27、式中，e为馈线零序电流瞬时能量，i0_h＝xi0+jyi0，j为虚数单位，i0_h为经过希尔伯特变换后的零序电流值。
28、所述步骤四瞬时能量比值计算公式为：
29、p＝e1/(e1+e2)
30、式中，下标1表示馈线进线端，下标2表示馈线出线端。
31、所述步骤五比值系数为f＝min[e1min/e1max,e2min/e2max]，阈值为f×p。
32、所述步骤五根据最小比值构建差动保护判据为：当p>f×pmin时，判断为区内不发生故障；当p<f×pmin时，则判断为区内发生故障。
33、通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：
34、(1)该差动保护算法采用了iceemdan+hilbert变换来处理所采集到的零序电流能够很好地去除噪声，而且相比于其它信号分解方法能够有效地解决模态混叠问题。
35、(2)该差动保护算法采用了零序电流的能量特征作为判据，对采样设备要求较低。
36、(3)该方法差动保护算法能够在较为复杂的配电网运行条件下仍然保持良好的准确性。
37、(4)该差动保护算法采用的能量特征在故障时保护区段两端差距较大，相比于其他算法有着较好的可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
2.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤三利用希尔伯特Hilbert变换计算每个IMF分量的瞬时振幅和瞬时相位的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤四馈线两端瞬时能量值计算公式为：
4.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤四瞬时能量比值计算公式为：
5.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤五比值系数为f＝min[E1min/E1max,E2min/E2max]，阈值为f×P。
6.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤五根据最小比值构建差动保护判据为：当P>f×Pmin时，判断为区内不发生故障；当P<f×Pmin时，则判断为区内发生故障。>...
【技术特征摘要】
1.基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
2.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤三利用希尔伯特hilbert变换计算每个imf分量的瞬时振幅和瞬时相位的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保护判据构建方法，其特征是：所述步骤四馈线两端瞬时能量值计算公式为：
4.根据权利要求1所述的基于零序电流瞬时能量的配电网差动保...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成钢，刘亚东，董洪达，刘乃毓，侍哲，于非桐，王伟，李德鑫，崔运海，刘大鹏，吴奎忠，郭振华，刘文斌，张大海，张浩，罗国敏，谭颖婕，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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