[0062] (1)令当前验证的点d=K，即先对初始突变点K进行验证；
[0063] (2)对当前验证的点d进行验证：
[0064]根据最大似然检测判据，针对当前验证的点d，若z (d) >0.5，参数Xn取值为1，则当 前验证的点d是故障起点，进入步骤4;若z(dH 0.5，参数Xn取值为0，d不是故障起点，继续 执行(3);
[0065] (3)令d = d+Ι，返回执行（2)对下一个采样点进行验证，直到检测出满足条件的点 为止，进入步骤4。
[0066]这样，第一次执行验证时，若初始突变点K相应Xn取值为1，则实现确定初始突变点 K为故障起点，相应Xn取值为0，则需对点K+1重复以上过程进行最大似然估计检测，依次类 推直到检测出满足条件的点。
[0067] 其中，最大似然检测判据具体提取方式如下：
[0068] 3.1对采样电流进行求导处理，构造检测序列x(k)，解决故障起点向后延迟问题， 其中
[0069] 其中，4表示对采样电流进行求导处理，dt是时间的微分； dt 1 N为采样点总数；
[0071] 3.2 计算突变量y(k) = [x(k)_x(k+l)]2,此时k=l，2, · · ·，N;
[0072] 3.3将y(k)进行归一化处理，得到归一化结果： 此时k=l，2,. . .，N;
[0073] 3.1-3.3 中，T为采样间隔;N为采样点总数，max(y)=max{y(l)，y(2)，…，y(N)}， min(y)=min{y(1)，y(2)，. . .，y(N)};参数S为数值很小的正数，目的是为了防止分母为零 而影响程序运算，本领域技术人员可自行预先取值，实施例中取S=1 0-5;
[0074] 3.4设定用z(k)描述"k是故障起点"这一事件可能性的大小，z(k)的值介于0和1 之间，如果z(k)的值接近于0则k点不是故障起点，如果z(k)的值接近于1则k点是故障起点； 即对于当前验证的点d，如果z(d)的值接近于0则d点不是故障起点，如果z(d)的值接近于1 贝ijd点是故障起点，例如第一次执行⑵进行验证时，如果初始突变点K相应z(K)的值接近于 〇则初始突变点Κ不是故障起点，如果ζ(Κ)的值接近于1则初始突变点Κ是故障起点；
[0075] 3.5故障起点检测问题转化为伯努利概型，令随机变量
f，则 所有样本为(21，22，"％)，得分布律公式卩(21{=父11)=2(1〇 5^[1-2(10](1-5(11);式中父11为21{的 取值参数，Xn取0或l，k=l，2，...，N;
[0076] 3.6用最大似然估计方法来估计Xn，构造似然函数
[007
k={
[0078] 其中，L为似然函数
[0079] 3.8用导数求极值得InL最大时参数Xn的最大似然估计值^ 此时k=l，2,. . .，N。
[0080] 基于以上结果，根据当前验证的点d，若z(dH〇.5，Xn取值为0，d不是故障起点，若 z (d) > 0.5，Xn取值为1，则当前验证的点d是故障起点。
[0081] 步骤4、根据步骤3所确定故障起点，故障起点之前的采样序列为故障前电气量，故 障起点及以后的米样序列为故障后的电气量。
[0082] 为验证本发明方法的准确性和可靠性，采用本实施例方法进行以下的仿真实验：
[0083] 双端供电系统的仿真模型如附图2所示，爲"、矣为系统电压，^,匕为m侧测量 电压电流相量，％,/"为η侧测量电压电流相量，^为短路电流，Rg为过渡电阻，输电线路全 长1 为200km，故障距离 X 为50km，输电线路参数为:Li = 0.9337mH/km，Ci = 0.01274yF/km，Ri =0.0127 Ω /km;m端电源的幅值为220kV，相角为45°，等效阻抗Zm = 2+j31.4 Ω ;n端电源幅 值为2181^，相角60°，等效阻抗2" = 0.8+」25.12〇;系统采样频率为1001^^;设置仿真总时 长为0.2s，短路故障时间从0.06s持续到0.14s。仿真得到的故障数据采样序列即模拟故障 录波数据。
[0084] 实验一、设置噪声为高斯白噪声，取整定值ξ = 0.075,其他实验参数均按照上述参 数进行设置，表1为高斯白噪声下对故障起点检测结果。
[0085] 表1不同故障类型和故障位置的故障定位结果。
[0086]
[0088]实验二、分别改变系统仿真频率，取整定值ξ = 0.075，其他实验参数均按照标准参 数进行设置，表2为不同系统频率下故障起点检测结果 [0089]表2不同系统频率下故障起点检测结果
[0090]
[0091]以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人 员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变型，因此所有等同的 技术方案，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种故障录波数据故障起点检测方法，其特征在于:包括W下步骤， 步骤1、提取故障录波数据的采样序列； 步骤2、检测得到初始突变点，记为K，实现方式如下， 计算突变量电流，公式如下，其中，N为采样点总数，化是一个工频周期的采样点数，A Kk)表示在k点对应采样时刻 的突变量电流;i化)表示在k点对应采样时刻的测量电流采样值;i化-Ni)表示在k点对应采 样时刻前一周期的采样电流值，Kk-2化)表示在k点对应采样时刻前二周期的采样电流值； 将满足W下两个判据的第一个点k作为被检测故障数据的初始突变起点，记为K， 判决1，突变量电流占同相正常电流的百分比大于整定值I，记作Iw化）I >1，其中突变 量电流占同相正常电流的百分比W化）=A KkVKk-Ni); 判决2,时间窗中满足判据(1)的元素个数大于等于整定值0，记作Card(Ak)含0，其中，集 合Ak= {W (n)M W (n) I >1，k ^<k+a} ,Card(Ak)为集合Ak的元素的个数，日为时间窗宽度； 步骤3、根据最大似然估计检测方法确定故障起点，实现方式如下， 设定用Z化)描述"k是故障起点'运一事件可能性的大小，Z化)的值介于O和1之间；最大 似然检测判据设为， 如果Z化)>0.5,贝化点是故障起点； 如果Z化）<0.5,现Jk不是故障起点； 执行W下过程， (1) 令当前的点d = K，即先对初始突变点K进行验证； (2) 对当前的点d进行验证， 根据最大似然检测判据，针对当前的点d，若z(d) >0.5,参数Xn取值为1，则当前的点d 是故障起点，进入步骤4;若z(d) ^ 0.5,参数Xn取值为0，d不是故障起点，继续执行(3); (3) 令d = d+l，返回执行(2)对下一个采样点进行验证，直到检测出满足条件的点为止， 进入步骤4; 步骤4、根据步骤3所确定故障起点，取故障起点之前的采样序列为故障前的电气量，故 障起点及W后的采样序列为故障后的电气量。2. 根据权利要求1所述故障录波数据故障起点检测方法，其特征在于:步骤3中，所采用 的最大似然检测判据提取方式如下， 3.1、对采样电流进行求导处理，构造检测序列X化)如下，其中表示对采样电流进行求导处理，dt是时间的微分;N为采样点总数;T为采样间 隔； 3.2、 计算突变量y化）= [x化)-x化+1)]2,此时k=l，2,. . .，N; 3.3、 将y(k)进行归一化处理，得到归一化结果此 时k=l ,2,. . . ,N; 其中，max(y)=max{y(l)，y(2)，. . .，y(N)}，min(y)=min{y(l)，y(2)，. . .，y(N)};参数 5为预设的正数； 3.4、 设定用Z化)描述"k是故障起点"运一事件可能性的大小，Z化)的值介于O和I之间， 如果Z化)的值接近于O贝化点不是故障起点，如果Z化)的值接近于1贝化点是故障起点； 3.5、 将故障起点检测问题转化为伯努利概型， 令随机变覃Z A是失变点， 7随觀里Z*-[0,坏是突变点， 贝lJ所有样本为化，Z2，…ZN)，得分布律公式P(Zk = Xn)=Z(k)Xn.[l-z(k)](l-Xn); 式中Xn为Zk的取值参数，Xn取0或l，k=l，2,. . .，N; 3.6、 用最大似然估计方法来估计Xn，构造似然函数如下，3.7、 取对数得虹王=X抓心脚+ (1 -為)虹口-之(A')l，& = U，,..，斯； 左=1 其中，L为似然函数L(Zl，Z2，…ZN)的简写； 3.8、 用导数求极值得lnL最大时参数Xn的最大似然估计值为X?=^>z<'W>l^'5此时k 0，之(Ar) <0.5 二1，2,???，No
【专利摘要】本发明涉及一种故障录波数据故障起点检测方法，尤其是涉及一种利用新型突变量电流检测和最大似然估计检测相结合的故障起点双重检测方法。本发明根据CONTRADE标准对故障录波文件解码，得到电压、电流采样序列，利用新型突变量电流检测方法得到初始突变点，然后用最大似然估计检测对初始突变点进行二次检测，如果满足条件，则该突变点即为故障起点；如果不满足条件，则对初始突变点的后一个点进行最大似然估计检测，直到检测出满足条件的突变点为止。该方法能够准确检测出采样序列的故障起点，检测灵敏度高，几乎不受系统频率变化的影响，而且可以有效抵制噪声的影响，故障起点检测精度高，结果可靠。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105510745
【申请号】CN201510988411
【发明人】龚庆武, 魏东, 占劲松, 林燕贞, 梁志远, 杨安琪
【申请人】武汉大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月24日