一种基于特征点辨识和线性插值的故障行波滤波方法与流程

技术特征：

1.一种基于特征点辨识和线性插值的故障行波滤波方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：当配电网发生单相接地故障时，通过电压互感器测量故障点上游M端和故障点下游N端的三相电压行波，记为uMa、uMb、uMc和uNa、uNb、uNc；

步骤2：相模变换，得到线模电压行波：采用凯伦贝尔公式实现相模变换，公式如下：

其中uM0和uN0表示M端和N端的零模电压行波，在三相线路和大地之间传播，uM1、uN1表示M端和N端的一模电压行波，uM2、uN2表示M端和N端的二模电压行波，一模和二模电压行波均称为线模电压行波，二者计算方法不同，但具有相同的物理意义，均表示在线路相与相之间传播的行波；取uM1和uN1用于故障测距；

步骤3：对线模电压行波信号滤波：采用基于特征点辨识和线性插值的滤波算法，特征点指线模电压行波波形中突变的起始点和极值点；

滤波过程又细分为①、②两步：

①识别突变起始点和极值点：下面通过移动数据窗的方式给出识别这些点的方法，设置一定宽度的数据窗，取数据窗内点数为21；线模电压行波数据的前一段全是白噪声，因而取前5个数据窗内的点，最大幅值定义为白噪声幅值；向后移动数据窗，当数据窗中的点幅值依次增加，且最后一个点与第一个点的幅值差大于白噪声幅值时，此时数据窗中第一个点即为突变的起始点；继续移动数据窗，当数据窗中点的值为窗中所有点中的最大值或最小值时，该点即为要保留的极值点；移动数据窗从线模电压行波第一个点直到最后一个点，即能够根据上述判断规则辨识出突变的起始点和所有极值点；

②通过线性插值重构波形，达到滤波的目的；识别出突变的起始点和极值点后，通过线性插值得到这些点之间的数据，突变的起始点之前的数据和最后一个极值点之后的数据置零，这样就能重构线模电压行波波形，从而起到滤波的效果；

步骤4：用基于HHT的双端行波测距方法进行故障测距：

测距过程又细分为①、②两步：

①用HHT标定线模电压行波初始波头到达测量点的时间：Hilbert-Huang变换即HHT是近年来应用于非平稳信号分析的一种新方法，由经验模态分解即Empirical Mode Decomposition,EMD和Hilbert变换两部分组成；HHT的步骤是：首先对线模电压信号进行EMD分解，得到一系列固有模态分量imf1,imf2……；然后对imf1分量进行Hilbert-Huang变换，求出瞬时频率随时间的变化关系，瞬时频率最大值对应的时间作为故障行波到达测量点的时间；

②计算故障点到两端测量点的距离：根据①标定故障后线模电压行波到达M端和N端的时间记为t1和t2，因为线模行波以接近光速的速度传播，故近似取线模行波波速v＝300m/us，用l表示M端和N端之间的距离；

故障点到M端的距离xM为：

故障点到N端的距离xN为：