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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量點(diǎn)；步驟二：通過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)模型對故障信號(hào)進(jìn)行分析，得出故障點(diǎn)位置。本發(fā)明對故障定位精度高，不需要大量監(jiān)測設(shè)備，可以避免成本增大的問題。
【專利說明】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，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，非故障相對地工頻電壓升高至原來的.>/!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)備處于過電壓運(yùn)行狀態(tài)，對系統(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確定故障線路，在選出故障線路后，再派工作人員到現(xiàn)場沿線查找故障位置，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，無法測量。

【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量點(diǎn)；
[0009]步驟二:通過FTU采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，對訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行小波模極大值的奇異性檢測，得到故障信號(hào)的 模極大值；對所述訓(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量點(diǎn)； 步驟二:通過FTU采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，對訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行小波模極大值的奇異性檢測，得到故障信號(hào)的模極大值；對所述訓(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于參考測量點(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:
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)誤差梯度下降法來調(diào)節(jié)各層的權(quán)值和閾值的具體步驟包括: 通過輸出層權(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，所述期望值通過公式，
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103884966SQ201410150964
【公開日】2014年6月25日 申請日期: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, 臧川, 江冰 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)