雷击故障识别方法及系统与流程

技术特征：

1.一种雷击故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取本地数据库中的有效故障波形信息，对所述有效故障波形信息进行小波变换多分辨率分析处理，获取故障波形；所述有效故障波形信息为对在输电线路发生故障时实时采集到的新增故障信息进行预处理后得到的；所述预处理包括去除冗余信息；

对所述故障波形进行频率分析，获取所述故障波形的暂态电流附加分量在预设高频段上的小波能量与在预设低频段上的小波能量的比值；

根据所述小波能量的比值，对所述输电线路的线路故障类型进行是否为非故障性雷击的识别，得到识别结果；

在所述识别结果为否时，获取所述故障波形的能量分布特征数据；

根据所述能量分布特征数据，识别出所述输电线路的线路故障类型为故障性雷击或普通短路故障。

2.根据权利要求1所述的雷击故障识别方法，其特征在于，读取本地数据库中的有效故障波形信息，对所述有效故障波形信息进行小波变换多分辨率分析处理，获取故障波形的步骤之前还包括步骤：

在所述输电线路发生故障时，实时采集所述输电线路在故障前后的电压电流波形信号，并将所述电压电流波形信号作为所述新增故障信息存入所述本地数据库；

读取所述本地数据库中的所述新增故障信息，并根据萤火虫算法，对所述新增故障信息进行所述预处理，得到所述有效故障波形信息。

3.根据权利要求1所述的雷击故障识别方法，其特征在于，在对所述故障波形进行频率分析，获取所述故障波形的暂态电流附加分量在预设高频段上的小波能量与在预设低频段上的小波能量的比值的步骤之前包括步骤：

基于以下公式，获取所述故障波形的小波能量：

$E=\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}|a\left(k\right){|}^2+\underset{j=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}|d_j\left(k\right){|}^2$

其中：E为小波能量；a(k)、d(k)为小波系数；j为小波尺度；k为小波位置；

根据所述小波能量比，对所述输电线路的线路故障类型进行是否为非故障性雷击的识别，得到识别结果的步骤包括：

基于以下公式，获取所述小波能量比：

$k_0=\frac{E_l}{E_h}$

其中，k₀为所述小波能量的比值；E_l为所述预设低频段的所述小波能量；E_h为所述高频段的所述小波能量；

在所述k₀＞ω₁λ₁时，将所述识别结果确定为非故障性雷击；其中，ω₁为可靠性系数；λ₁为预设的门槛值。

4.根据权利要求1所述的雷击故障识别方法，其特征在于，

所述能量分布特征数据包括所述故障波形的故障电流陡度以及在所述预设低频段上的相电流行波暂态能量；

根据所述能量分布特征数据，识别出所述输电线路的线路故障类型为故障性雷击或普通短路故障的步骤包括：

获取所述相电流行波暂态能量，得到所述相电流行波暂态能量占总能量的比重；所述总能量为所述预设低频段的所述故障波形的小波能量和所述高频段的所述故障波形的小波能量的和；

在所述比重小于或等于预设比重值时，确定所述输电线路的线路故障类型为故障性雷击；

在所述比重大于所述预设比重值时，获取所述故障电流陡度；在所述故障电流陡度小于预设阈值时，确定所述输电线路的线路故障类型为普通短路故障。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的雷击故障识别方法，其特征在于，

所述预设高频段的范围为1.563～100千赫兹；所述预设低频段的范围为0～1.563千赫兹。

6.一种雷击故障识别系统，其特征在于，包括：

分析处理单元，用于读取本地数据库中的有效故障波形信息，对所述有效故障波形信息进行小波变换多分辨率分析处理，获取故障波形；所述有效故障波形信息为对在输电线路发生故障时实时采集到的新增故障信息进行预处理后得到的；所述预处理包括去除冗余信息；

频率分析单元，用于对所述故障波形进行频率分析，获取所述故障波形的暂态电流附加分量在预设高频段上的小波能量与在预设低频段上的小波能量的比值；

第一识别单元，用于根据所述小波能量的比值，对所述输电线路的线路故障类型进行是否为非故障性雷击的识别，得到识别结果；

获取能量分布特征数据单元，用于在所述识别结果为否时，获取所述故障波形的能量分布特征数据；

第二识别单元，用于根据所述能量分布特征数据，识别出所述输电线路的线路故障类型为故障性雷击或普通短路故障。

7.根据权利要求6所述的雷击故障识别系统，其特征在于，还包括：

采集单元，用于在所述输电线路发生故障时，实时采集所述输电线路在故障前后的电压电流波形信号，并将所述电压电流波形信号作为所述新增故障信息存入所述本地数据库；

预处理单元，用于读取所述本地数据库中的所述新增故障信息，并根据萤火虫算法，对所述新增故障信息进行所述预处理，得到所述有效故障波形信息。

8.根据权利要求6所述的雷击故障识别系统，其特征在于，所述频率分析单元包括：

小波能量获取模块，用于基于以下公式，获取所述故障波形的小波能量：

$E=\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}|a\left(k\right){|}^2+\underset{j=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}\underset{k=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}|d_j\left(k\right){|}^2$

其中：E为小波能量；a(k)、d(k)为小波系数；j为小波尺度；k为小波位置；

小波能量比获取模块，用于基于以下公式，获取所述小波能量比：

$k_0=\frac{E_l}{E_h}$

其中，k₀为所述小波能量的比值；E_l为所述预设低频段的所述小波能量；E_h为所述高频段的所述小波能量；

所述第一识别单元，用于在所述k₀＞ω₁λ₁时，将所述识别结果确定为非故障性雷击；其中，ω₁为可靠性系数；λ₁为预设的门槛值。

9.根据权利要求6所述的雷击故障识别系统，其特征在于，

所述能量分布特征数据包括所述故障波形的故障电流陡度以及在所述预设低频段上的相电流行波暂态能量；

所述第二识别单元，包括：

故障性雷击识别模块，用于获取所述相电流行波暂态能量，得到所述相电流行波暂态能量占总能量的比重；所述总能量为所述预设低频段的所述故障波形的小波能量和所述高频段的所述故障波形的小波能量的和；在所述比重小于或等于预设比重值时，确定所述输电线路的线路故障类型为故障性雷击；

普通短路故障识别模块，用于在所述比重大于所述预设比重值时，获取所述故障电流陡度；在所述故障电流陡度小于预设阈值时，确定所述输电线路的线路故障类型为普通短路故障。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的雷击故障识别系统，其特征在于，所述预设高频段的范围为1.563～100千赫兹；所述预设低频段的范围为0～1.563千赫兹。