一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法技术

本发明专利技术涉及一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，属于电力系统继电保护技术领域。首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq≥dM,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq<dM,set时，则判断为行波干扰录波数据。大量实测数据分析表明，该方法可靠有效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，属于电力系统继电保护

技术介绍
在输电线中信息化的逐步推进，输电线路中安装了大量的测量装置，实时记录电网中发生的事件，这些测量装置产生的记录，蕴含着丰富的信息，如能加以充分利用，必能提升运行人员对电网行为的理解能力。目前大多数录波装置的目的都是为了事后分析故障原因，分析手段一般也是以手动为主，缺乏在线、大规模、自动分析的手段。大多录波装置启动录波的条件往往是单一指标的超限，而且为了能够在分析事故原因时提供充分证据，越限门槛值一般都是设定的比较低，针对电流行波测距装置而言，普遍使用突变量启动方式为了保证对微弱故障有较高的灵敏度，启动门槛值往往设置得比较低，其值大概只为线路经互感器二次侧电流的。因此，所造成的后果是，大量的干扰导致装置频繁的启动，记录了大量的杂波，只记录了个别重要的故障录波，致使干扰录波与故障录波比例严重失衡，故障录波的运用也是在必要分析时才发挥作用。针对行波录波数据而言，由于常年累积下来了大量的不同故障类型的行波录波数据文件，除了用于历史备案占据了大量的硬盘空间，没有形成对行波录波数据特征有效的提取，缺乏对不同故障类型录波特征规律的描述。目前从大量的行波录波数据中选取行波故障录波数据时，需要对照保护跳闸的信息来实现，人工工作量大并且复杂。如果能够把行波录波数据进行有效地进行分析、加工和提炼以获取所需的有用知识，并发挥作用，那么将大大提高工作效率。因此，若能够先把行波干扰数据和故障录波辨识开来就显得尤为重要。当行波干扰和故障录波数据区别开后，利用辨识开来的数据可以进行故障类型判别、故障选相、故障性质辨识等行波自动分析功能的实用化实施提供保障，为后续工作的实现提供基础。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于信息聚合构架的故障和干扰行波录波数据辨识方法，用以解决上述问题。本专利技术的技术方案是：一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq≥dM,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq<dM,set时，则判断为行波干扰录波数据。具体步骤为：第一步、计算行波录波数据的小波能量熵：利用小波变换对行波录波数据进行m层分解；其中，1～m为高频小波系数D，m+1为低频小波系数A；首先，计算尺度j下k时刻的能量Ejk为：Ejk＝||Dj(k)||2 j＝1,2,…m (1a)Ejk＝||Aj(k)||2 j＝m+1 (1b)在式(1)中，Dj(k)为尺度j下k时刻的高频小波系数，Aj(k)为尺度j下k时刻低频小波系数，||·||2为对信号求取绝对值后再求平方；其次，计算每一层的信号总能量Ej为： E j = Σ k = 1 n E j k - - - ( 2 ) ]]>在式(2)中，为对信号k＝1,2,……n求和，n信号小波系数的长度；再次，根据能量分布计算得到小波能量熵WEE为： W E E = - Σ k n E j k E j l o g ( E j k E j ) - - - ( 3 ) ]]>第二步、计算行波录波数据的小波能量均值和方差：根据式(4)、(5)计算每层的小波能量均值和能量方差为： EXP j = E j l e n g t h ( j ) - - - ( 4 ) ]]> VAR j = Σ k ( E j k - EXP j ) l e n g t h ( j ) - 1 - - - ( 5 ) ]]>式中，length(j)表示第j层小波系数的长度；第三步、降维处理：根据步骤一和步骤二，得到表征行波录波的3(m+1)×N特征矩阵，采用主成分分析进行降维处理，得到5×N特征矩阵S，其中，N为行波录波数据的长度；第四步、采用马氏距离构建识别判据：首先，利用第三步中得到的降维后的特征矩阵计算行波录波数据总体样本分布中心μ＝[μ1,μ2,……μ5]，且μi为： μ i = Σ q = 1 N S ( i , q ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，其特征在于：首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq≥dM,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq<dM,set时，则判断为行波干扰录波数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，其特征在于：首先，采用小波能量熵、均值和方差三个测度刻画行波测距装置获取到的行波录波数据，形成的特征矩阵；其次，采用主成分分析将特征矩阵进行降维处理；最后，采用马氏距离的方法构建判据，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq≥dM,set时，则判断为行波故障录波数据；反之，当行波录波数据距总体分布中心的距离dMq<dM,set时，则判断为行波干扰录波数据。2.根据权利要求1所述的基于信息聚合构架的行波故障和干扰录波数据辨识方法，其特征在于具体步骤为：第一步、计算行波录波数据的小波能量熵：利用小波变换对行波录波数据进行m层分解；其中，1～m为高频小波系数D，m+1为低频小波系数A；首先，计算尺度j下k时刻的能量Ejk为：Ejk＝||Dj(k)||2 j＝1,2,…m (1a)Ejk＝||Aj(k)||2 j＝m+1 (1b)在式(1)中，Dj(k)为尺度j下k时刻的高频小波系数，Aj(k)为尺度j下k时刻低频小波系数，||·||2为对信号求取绝对值后再...

【专利技术属性】
技术研发人员：束洪春，田鑫萃，吕蕾，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53