基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，包括：步驟一：安裝FTU，將饋線終端裝置所在位置定為參考測(cè)量點(diǎn)；步驟二：通過(guò)FTU采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，得到故障信號(hào)的模極大值；對(duì)所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后作為輸入訓(xùn)練樣本，實(shí)際故障距離作為輸出訓(xùn)練樣本；步驟三：構(gòu)建優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；步驟四：完成構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；步驟五：優(yōu)化完畢的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行分析，得出故障點(diǎn)位置。本發(fā)明對(duì)故障定位精度高，不需要大量監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以避免成本增大的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，具體涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，目前配電自動(dòng)化所涉及的主要是IOkV的中壓電網(wǎng)，一般供電范圍為10km。為了提高供電的可靠性，我國(guó)的IOkV配電網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流很小，故這種系統(tǒng)又稱為小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)IOkV配電網(wǎng)發(fā)
生單相接地故障后，非故障相對(duì)地工頻電壓升高至原來(lái)的.>/!倍。此時(shí)，系統(tǒng)仍可以繼續(xù)運(yùn)
行1-2小時(shí)，但用電設(shè)備處于過(guò)電壓運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)的絕緣要求高，并且極易發(fā)展成多點(diǎn)故障或相間短路故障。單相接地故障在配電網(wǎng)故障中占75%以上。因此，準(zhǔn)確地找到故障發(fā)生的位置是隔離故障區(qū)域并恢復(fù)非故障區(qū)域的正常供電的重要前提。
[0003]傳統(tǒng)的IOkV配電網(wǎng)單相接地故障定位一般采用逐條線路拉閘停電的方法來(lái)確定故障線路，在選出故障線路后，再派工作人員到現(xiàn)場(chǎng)沿線查找故障位置，然后排除故障。傳統(tǒng)方法耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間。
[0004]在目前配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用較為廣泛的故障定位方法有阻抗法，行波法和S信號(hào)注入法。阻抗法的故障測(cè)距原理是假定線路為均勻傳輸線，在不同故障類型條件下計(jì)算出的故障回路阻抗或電抗與測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離成正比。阻抗法受路徑阻抗、線路負(fù)荷和電源參數(shù)的影響較大。行波法測(cè)量故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波在故障點(diǎn)及母線之間往返的時(shí)間或利用故障行波到達(dá)線路兩端的時(shí)間差來(lái)計(jì)算故障距離。該方法易受配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的接地電阻的影響，導(dǎo)致反射波信號(hào)不明顯，增加了反射波識(shí)別的難度。S信號(hào)注入法的原理是通過(guò)母線PT向接地線的接地相注入S信號(hào)電流，然后利用專用的信號(hào)電流探測(cè)器查找故障線路和故障點(diǎn)。S注入法的缺點(diǎn)在于注入信號(hào)的能量有限，而且受導(dǎo)線分布電容影響較大，容易導(dǎo)致信號(hào)微弱，無(wú)法測(cè)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，達(dá)到對(duì)現(xiàn)有的。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0007]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，包括:
[0008]步驟一:在變電站主變低壓IOkV側(cè)或低壓IOkV母線開(kāi)始的適當(dāng)位置安裝FTUJf饋線終端裝置所在位置定為參考測(cè)量點(diǎn)；
[0009]步驟二:通過(guò)FTU采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，對(duì)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行小波模極大值的奇異性檢測(cè)，得到故障信號(hào)的 模極大值；對(duì)所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后作為輸入訓(xùn)練樣本，實(shí)際故障距離作為輸出訓(xùn)練樣本；
[0010]步驟三:使用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始連接權(quán)值和閥值，構(gòu)建適合于IOkV
【權(quán)利要求】
1.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，包括: 步驟一:在變電站主變低壓IOkV側(cè)或低壓IOkV母線開(kāi)始的適當(dāng)位置安裝FTU，將饋線終端裝置所在位置定為參考測(cè)量點(diǎn)； 步驟二:通過(guò)FTU采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，對(duì)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行小波模極大值的奇異性檢測(cè)，得到故障信號(hào)的模極大值；對(duì)所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后作為輸入訓(xùn)練樣本，實(shí)際故障距離作為輸出訓(xùn)練樣本； 步驟三:使用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始連接權(quán)值和閥值，構(gòu)建適合于IOkV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地故障定位的優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；所述優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分為三層:輸入層、隱含層和輸出層；輸入層為故障信號(hào)小波變換的模極大值；輸出層包含單一神經(jīng)元，輸出層的值反映相對(duì)于參考測(cè)量點(diǎn)的故障點(diǎn)位置； 步驟四:從優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)路輸出層開(kāi)始逐層計(jì)算各層神經(jīng)元的輸出誤差Ep，完成構(gòu)建經(jīng)遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型； 步驟五:優(yōu)化完畢的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)FTU裝置上報(bào)的配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的故障信號(hào)進(jìn)行分析，得出故障點(diǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)包括母線的零序電流和零序電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，小波模極大值的奇異性檢測(cè):
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，所述步驟是包括: 步驟4a:從優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)路輸出層開(kāi)始逐層計(jì)算各層神經(jīng)元的輸出誤差Ep，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，根據(jù)誤差梯度下降法來(lái)調(diào)節(jié)各層的權(quán)值和閾值的具體步驟包括: 通過(guò)輸出層權(quán)值調(diào)整公式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)小電流單相接地故障定位方法，其特征在于，所述期望值通過(guò)公式，
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103884966SQ201410150964
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】胡鋼, 肖智國(guó), 臧川, 江冰 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)
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