故障定位方法、装置、电子设备、存储介质和程序产品与流程

本发明涉及故障定位领域，具体而言，涉及一种故障定位方法、装置、电子设备、存储介质和程序产品。

背景技术：

1、随着电力系统的快速发展，电网线路的规模不断扩大，线路结构也越来越复杂，作为电力系统的重要组成部分，输电线路担负着保障电力稳定供应的重要任务，当输电线路发生故障后短时间内无法回复正常，则可能会严重影响用户的正常生活和生产活动，因此在电力系统发生故障时，如何快速且准确地找到出现故障的位置在电力系统的恢复过程中至关重要，目前虽然可以对电力系统在出现故障时产生的暂态行波信号进行皮尔逊相关系数检查，或是采用时差法来确定故障位置，但是这些方法很容易受外界因素，例如温度、湿度、电磁信号的干扰，导致在实际使用过程中需要花费较多的时间去除干扰或校验定位结果，进而导致对电力系统中出现的故障进行定位的效率低。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种故障定位方法、装置、电子设备、存储介质和程序产品，以至少解决相关技术中对电力系统中出现的故障进行定位的效率较低的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种故障定位方法，包括：响应于检测到电力系统出现故障，对电力系统的输电线路中至少一个测量位置采集到的暂态行波信号进行信号分解，得到至少一个模态分量，其中，暂态行波信号在电力系统中出现故障的位置处产生，且通过输电线路传输；基于模态分量对测量位置进行行波波头检测，得到测量位置对应的行波幅值和行波时间，其中，行波时间用于表征暂态行波信号从故障位置传输至测量位置所消耗的时间；基于测量位置对应的行波幅值和至少一个幅值阈值，确定测量位置与故障位置之间的分支位置数，其中，不同的电力系统对应的幅值阈值不同；基于分支位置数、测量位置对应的行波时间和电力系统的线路结构，确定故障位置。

3、进一步地，基于分支位置数、测量位置对应的行波时间和电力系统的线路结构，确定故障位置，包括：基于分支位置数和线路结构，在电力系统中确定至少一个初始位置，其中，初始位置出现故障的概率大于电力系统中除初始位置外的其他位置出现故障的概率；基于暂态行波信号对初始位置进行故障仿真，得到仿真传输时间；将仿真传输时间和测量位置对应的行波时间进行匹配，得到时间匹配结果；基于时间匹配结果对初始位置进行筛选，得到故障位置。

4、进一步地，基于分支位置数和线路结构，在电力系统中确定至少一个初始位置，包括：基于分支位置数、分支位置数对应的测量位置和线路结构，确定电力系统中多个电力位置对应的目标位置数，其中，电力位置包含测量位置，目标位置数包含分支位置数；基于目标位置数和预设数值，从多个电力位置中确定两个目标位置，其中，两个目标位置对应的目标位置数小于电力位置中其他电力位置对应的目标位置数；基于两个目标位置构建故障位置区间；按照预设方式对故障位置区间进行划分，得到初始位置。

5、进一步地，上述方法还包括：获取至少一个测量位置采集到的初始行波信号；对电力系统中出现的电磁耦合进行解耦分析，得到解耦分析结果；基于解耦分析结果对初始行波信号进行处理，得到暂态行波信号。

6、进一步地，对电力系统的输电线路中至少一个测量位置采集到的暂态行波信号进行信号分解，得到至少一个模态分量，包括：对暂态行波信号在预设模态下的信号参数进行初始化，得到初始信号参数，其中，初始信号参数至少包括：暂态行波信号的初始频谱、初始频率和初始惩罚因子；按照预设迭代更新方式，基于初始频率和初始惩罚因子对初始频谱进行迭代更新，得到过渡频谱；按照预设选取方式从过渡频谱中选取多个第一频谱和多个第二频谱，其中，第一频谱的迭代次数大于第二频谱的迭代次数；基于第一频谱和第二频谱对暂态行波信号进行分解，得到模态分量。

7、进一步地，按照预设迭代更新方式，基于初始频率和初始惩罚因子对初始频谱进行迭代更新，得到过渡频谱，包括：按照频谱更新公式，将上一次迭代过程中产生的过渡惩罚因子和过渡信号频率作为输入，对上一次迭代过程中产生的信号频谱进行更新，得到过渡频谱；其中，过渡信号频率是按照频率更新公式，将上一次迭代过程中产生的信号频谱作为输入，对上一次迭代过程中产生的信号频率进行更新得到的频率，过渡惩罚因子是按照惩罚因子更新公式，将当前迭代过程中产生的信号频谱作为输入，对上一次迭代过程中产生的惩罚因子进行更新得到的惩罚因子，在第一次迭代过程中输入的信号频谱为初始频谱，在第一次迭代过程中输入的过渡惩罚因子为初始惩罚因子，在第一次迭代过程中输入的过渡信号频率为初始频率。

8、进一步地，基于第一频谱和第二频谱对暂态行波信号进行分解，得到模态分量，包括：基于第一频谱和第二频谱的差，得到频谱差值；基于频谱差值与第二频谱的商，得到频谱商值；将不同第二频谱对应的频谱商值的和值，与预设收敛阈值进行匹配，得到匹配结果；响应于匹配结果为和值小于预设收敛阈值，基于第二频谱对暂态行波信号的进行调整，得到目标行波信号；对目标行波信号进行模态分解，得到模态分量。

9、进一步地，基于模态分量对测量位置进行行波波头检测，得到测量位置对应的行波幅值和行波时间，包括：获取测量位置对应的模态分量的模值；将模值中的最大值确定为测量位置对应的行波幅值；对最大值对模态分量进行时间追溯，得到至少一个零交叉点，其中，零交叉点用于表征最大值对应的模态分量的模值变化曲线与预设值的交点；将零交叉点中第一个零交叉点对应的时间确定为测量位置对应的行波时间。

10、进一步地，上述方法还包括：获取电力系统中不同线路的线路结构和线路参数；获取与线路结构匹配的阈值构建方式；基于阈值构建方式对线路参数进行处理，得到幅值阈值。

11、根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种故障定位装置，包括：信号分解模块，用于响应于检测到电力系统出现故障，对电力系统的输电线路中至少一个测量位置采集到的暂态行波信号进行信号分解，得到至少一个模态分量，其中，暂态行波信号在电力系统中出现故障的位置处产生，且通过输电线路传输；波头检测模块，用于基于模态分量对测量位置进行行波波头检测，得到测量位置对应的行波幅值和行波时间，其中，行波时间用于表征暂态行波信号从故障位置传输至测量位置所消耗的时间；位置数确定模块，用于基于测量位置对应的行波幅值和至少一个幅值阈值，确定测量位置与故障位置之间的分支位置数，其中，不同的电力系统对应的幅值阈值不同；故障确定模块，用于基于分支位置数、测量位置对应的行波时间和电力系统的线路结构，确定故障位置。

12、进一步地，故障确定模块还用于：基于分支位置数和线路结构，在电力系统中确定至少一个初始位置，其中，初始位置出现故障的概率大于电力系统中除初始位置外的其他位置出现故障的概率；基于暂态行波信号对初始位置进行故障仿真，得到仿真传输时间；将仿真传输时间和测量位置对应的行波时间进行匹配，得到时间匹配结果；基于时间匹配结果对初始位置进行筛选，得到故障位置。

13、进一步地，故障确定模块还用于：基于分支位置数、分支位置数对应的测量位置和线路结构，确定电力系统中多个电力位置对应的目标位置数，其中，电力位置包含测量位置，目标位置数包含分支位置数；基于目标位置数和预设数值，从多个电力位置中确定两个目标位置，其中，两个目标位置对应的目标位置数小于电力位置中其他电力位置对应的目标位置数；基于两个目标位置构建故障位置区间；按照预设方式对故障位置区间进行划分，得到初始位置。

14、进一步地，上述装置还包括：行波信号获取模块，用于获取至少一个测量位置采集到的初始行波信号；解耦分析模块，用于对电力系统中出现的电磁耦合进行解耦分析，得到解耦分析结果；行波信号处理模块，用于基于解耦分析结果对初始行波信号进行处理，得到暂态行波信号。

15、进一步地，信号分解模块还用于：对暂态行波信号在预设模态下的信号参数进行初始化，得到初始信号参数，其中，初始信号参数至少包括：暂态行波信号的初始频谱、初始频率和初始惩罚因子；按照预设迭代更新方式，基于初始频率和初始惩罚因子对初始频谱进行迭代更新，得到过渡频谱；按照预设选取方式从过渡频谱中选取多个第一频谱和多个第二频谱，其中，第一频谱的迭代次数大于第二频谱的迭代次数；基于第一频谱和第二频谱对暂态行波信号进行分解，得到模态分量。

16、进一步地，信号分解模块还用于：按照频谱更新公式，将上一次迭代过程中产生的过渡惩罚因子和过渡信号频率作为输入，对上一次迭代过程中产生的信号频谱进行更新，得到过渡频谱；其中，过渡信号频率是按照频率更新公式，将上一次迭代过程中产生的信号频谱作为输入，对上一次迭代过程中产生的信号频率进行更新得到的频率，过渡惩罚因子是按照惩罚因子更新公式，将当前迭代过程中产生的信号频谱作为输入，对上一次迭代过程中产生的惩罚因子进行更新得到的惩罚因子，在第一次迭代过程中输入的信号频谱为初始频谱，在第一次迭代过程中输入的过渡惩罚因子为初始惩罚因子，在第一次迭代过程中输入的过渡信号频率为初始频率。

17、进一步地，信号分解模块还用于：基于第一频谱和第二频谱的差，得到频谱差值；基于频谱差值与第二频谱的商，得到频谱商值；将不同第二频谱对应的频谱商值的和值，与预设收敛阈值进行匹配，得到匹配结果；响应于匹配结果为和值小于预设收敛阈值，基于第二频谱对暂态行波信号的进行调整，得到目标行波信号；对目标行波信号进行模态分解，得到模态分量。

18、进一步地，波头检测模块还用于：获取测量位置对应的模态分量的模值；将模值中的最大值确定为测量位置对应的行波幅值；对最大值对模态分量进行时间追溯，得到至少一个零交叉点，其中，零交叉点用于表征最大值对应的模态分量的模值变化曲线与预设值的交点；将零交叉点中第一个零交叉点对应的时间确定为测量位置对应的行波时间。

19、进一步地，上述装置还包括：线路参数获取模块，用于获取电力系统中不同线路的线路结构和线路参数；构建方式获取模块，用于获取与线路结构匹配的阈值构建方式；线路参数处理模块，用于基于阈值构建方式对线路参数进行处理，得到幅值阈值。

20、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：存储器，存储有可执行程序；处理器，用于运行程序，其中，程序运行时执行本发明各个实施例中的方法。

21、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的可执行程序，其中，在可执行程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行本发明各个实施例中的方法。

22、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本发明各个实施例中的方法。

23、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括非易失性计算机可读存储介质，非易失性计算机可读存储介质存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明各个实施例中的方法。

24、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明各个实施例中的方法。

25、在本发明实施例中，采用响应于检测到电力系统出现故障，对电力系统的输电线路中至少一个测量位置采集到的暂态行波信号进行信号分解，得到至少一个模态分量；基于模态分量对测量位置进行行波波头检测，得到测量位置对应的行波幅值和行波时间；基于测量位置对应的行波幅值和至少一个幅值阈值，确定测量位置与故障位置之间的分支位置数，其中，不同的电力系统对应的幅值阈值不同；基于分支位置数、测量位置对应的行波时间和电力系统的线路结构，确定故障位置的方式，通过利用电力系统出现故障时出现的暂态行波信号的信号幅值，来确定不同测量位置与故障位置之间的电力位置的数量，并根据该数量和电力系统的线路结构来快速确定电力系统中出现故障的位置，可以提高确定该故障位置的效率，同时利用暂态信号传输至测量位置的行波时间来对确定出的故障位置进行验证，可以减少对故障位置进行反复检测和验证的成本，进一步提高了对故障位置进行确定的效率，进而解决了相关技术中对电力系统中出现的故障进行定位的效率较低的技术问题。