配电网谐振接地故障识别方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明属于配电网故障检测，特别涉及一种配电网谐振接地故障识别方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、配电网谐振接地系统中存在低阻接地故障和高阻接地故障，低阻接地故障和高阻接地故障具有不同特点。

2、低阻接地系统由于接地过渡电阻小，在故障时电流升高快，因此相对容易检测。

3、高阻接地故障由于接地过渡电阻大，故障电流小，故障点不稳定，相比于低阻接地故障，它的检测更加困难。

4、如何实现配电网谐振接地中的低阻接地和高阻接地故障的自动识别与检测，一直是困扰电力工作者的一大难题。

技术实现思路

1、本发明提出一种配电网谐振接地故障识别方法、系统、设备及存储介质，使用vmd算法结合mfdfa多重分形去趋势波动分析法对高阻故障与低阻故障不同状态下的零序电流波形进行分析，对不同的仿真工况下均有较强适应性，识别结果准确率高。

2、本发明的实施例优选采用如下方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种配电网谐振接地故障识别方法，包括根据谐振频率的不同，将谐振接地系统故障的暂态过程分为低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程；求解低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的分形参数；根据分形参数，提取低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的故障特征量；将故障特征量组合成为一个故障信号的特征向量，从电网历史谐振接地故障数据中提取特征向量组成训练样本集；基于训练样本集对svm分类器模型进行训练；利用训练好的模型进行故障识别。

4、进一步的，

5、求解低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的分形参数，包括：利用mfdfa算法求出分形参数；利用vmd 算法将分形参数分解得到信号残差；将所述信号残差代入mfdfa算法计算得到优化分形参数。

6、进一步的，

7、根据分形参数，提取低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的故障特征量，包括：提取优化分形参数的最大值、最小值，以及最大值与最小值的差值和标准差作为故障特征量。

8、进一步的，

9、svm分类器为二分树结构。

10、第二方面，本发明提供了一种配电网接地故障识别系统，包括暂态过程分类模块、分形参数求解模块、故障特征提取模块、训练样本生成模块和故障分析模块；暂态过程分类模块，用于根据谐振频率的不同，将谐振接地系统故障的暂态过程分为低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程；分形参数求解模块，求解低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的分形参数；故障特征提取模块，根据分形参数，提取低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的故障特征量训练样本生成模块，将故障特征量组合成为一个故障信号的特征向量，从电网历史谐振接地故障数据中提取特征向量组成训练样本集；故障分析模块，基于训练样本集对svm分类器进行训练和故障识别。

11、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：

12、一个或多个处理器；

13、存储器，用于存储一个或多个程序；

14、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现配电网谐振接地故障识别方法。

15、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现现配电网谐振接地故障识别方法。

16、第五方面，本发明还提供了包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现现配电网谐振接地故障识别方法。

17、本发明使用多重分形去趋势波动分析法（mfdfa）对高阻故障与低阻故障不同状态下的零序电流波形进行分析。由于mfdfa能够精细地刻画信号的局部特征，放大信号的局部尺度行为，发生高阻故障与低阻故障时，它们的分形参数大小具有明显的区别，选取分形参数的四个特征值构造特征向量，再利用能够有效解决小样本分类的支持向量机（svm），将特征向量输入多级支持向量机以实现高阻故障的有效辨识。

18、本发明实施例的技术效果：

19、首先，通过分析低阻故障与高阻故障在不同状态下的暂态过程，发现根据过渡电阻的不同可将故障暂态分为低阻欠阻尼、过阻尼和高阻欠阻尼三种状态。其次，使用变分模态分解vmd结合多重分形去趋势法mfdfa对不同状态下的消弧线圈零序电流进行分析，确定分形参数，低阻欠阻尼故障下分形参数曲线为直线，且变化范围小；高阻欠阻尼故障由于产生了拍频振荡，分形参数曲线呈反正切分布，变化范围大；而过阻尼故障下的分形参数介于两者之间。最后，选取分形参数的四个特征值构成特征向量，将特征向量输入到多级支持向量机（svm）中以实现故障识别。

20、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种配电网谐振接地故障识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.一种配电网谐振接地故障识别系统，其特征在于，包括暂态过程分类模块、分形参数求解模块、故障特征提取模块、训练样本生成模块和故障分析模块；

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

8.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种配电网谐振接地故障识别方法、系统、设备及存储介质，该方法包括根据谐振频率的不同，将谐振接地系统故障的暂态过程分为低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程；求解低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的分形参数；根据分形参数，提取低阻欠阻尼过程、过阻尼过程和高阻欠阻尼过程的故障特征量；将故障特征量组合为一个故障信号的特征向量，从电网历史谐振接地故障数据中提取特征向量组成训练样本集；基于训练样本集对SVM分类器进行训练和故障识别。本发明的方法准确度高，可有效识别高阻故障和低阻故障，且具有很强的适应性。

技术研发人员：孟庆霖,龙茹悦,高源,何旭亚,李盛伟,李博通,温伟杰,陶文彪,赵金,药炜,保承家,郝炜,徐业朝,高铭,贺莹
受保护的技术使用者：天津滨电电力工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26