【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统继电保护，尤其涉及一种基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法及系统。
技术介绍
1、输电线路长期暴露在大气环境中，易受雷击、大风、异物、污秽、覆冰等发生故障。若输电线路上的故障无法及时切除，长期处于非正常运行状态，会将进而引发更严重故障，甚至引起大面积停电。
2、发展性故障是指同一故障点，由于引发故障的因素扩大或转化，导则故障从单相发展到相间甚至三相故障的情形。尽管发展性故障相较于单一故障发生的概率小得多，但对电力系统的危害却远大于单一故障。如果不能及时正确切除发展性故障，会引起选相元件误选相、保护装置误动，对电网造成二次冲击。因此，如果能及时、准确地判断出发展性故障并采取相应措施，就可以防止故障进一步扩大，提高电力系统运行稳定性。
3、目前，针对输电线路发展性故障的辨识方法较少，传统方法主要是根据故障后电压、电流序分量之间的差值或比值关系进行判断，人为选择合适的阈值作为故障判据。然而，三相参数不对称、阈值选取不当等问题很可能影响这些方法的识别效果。结合深度学习的人工智能算法需依赖大量的数据集训练，这与发展性故障样本数量少相斥。综上所述，目前仍缺乏能精准、可靠、快速地识别发展性故障的方法。
技术实现思路
1、基于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法及系统，其通过对比线模分量与零模分量在正常运行、初始故障和初始故障后的幅值变化，快速、可靠的判断出是否发生发展性故障以及初始故障将要演变成的
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面公开了一种基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，包括如下步骤：
4、s1，实时获取输电线路的三相电流信号，包括正常运行状态三相电流信号、初始故障状态三相电流信号和初始故障后三相电流信号；
5、s2，基于正常运行状态三相电流信号和初始故障状态三相电流信号，通过快速傅里叶变换分别获取正常运行状态三相电流信号的基频信号和初始故障状态三相电流信号的基频信号，然后基于正常运行状态下和初始故障状态下基频信号的幅值变化确定故障输电线路的初始故障类型；s3，基于所确定的初始故障类型的特征信息确定特殊相，并基于所确定的特殊相确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序；
6、s4，基于步骤s3中所确定的相别数据输入顺序，对正常运行状态三相电流信号、初始故障状态三相电流信号和初始故障后三相电流信号分别进行克拉克变换，以分别获取正常运行状态、初始故障状态与初始故障后的线模分量与零模分量；
7、s5，基于初始故障类型，并且将所获取的初始故障后的线模分量与零模分量同正常运行状态或初始故障状态各自的线模分量与零模分量进行幅值对比，判断是否发生发展性故障以及初始故障类型将要演变成的发展性故障类型。
8、基于上述公开步骤，本专利技术通过确定初始故障的特殊相，并基于特殊相调整输电线路三相电流信号在克拉克变换中的输入顺序，从而基于具体初始故障的特征信息有效的获得正常运行状态下、初始故障状态下和初始故障状态后的线模分量和零模分量，进而通过将所获得的初始故障后的线模分量与零模分量分别与正常运行状态的线模分量与零模分量或初始故障状态下的线模分量与零模分量的幅值对比，从而能够高效、准确地判断出初始故障将要演变成的发展性故障，即，在初始故障的基础上能够提前知道初始故障将要发展成何种更为严重的故障，从而大大提高了继电保护和故障选相的准确性。
9、其中，在本专利技术步骤s1中，是通过实时获取的方式获取的输电线路的三相电流信号，具体地，在采样率fs下对三相电流信号进行提取，fs表示单位时间内对三相电流信号进行采集的次数。其中，较高的采样率fs能够更快地捕捉到三相电流的瞬态变化，使得在发生故障时和发生故障后能及时捕捉到三相电流的突变信息，从而方便对故障发生的时间和位置进行快速定位。并且，由于三相电流信号是实时获取的，不但能够实时的发现初始故障(即，正在发生的故障类型)并对其类型进行判断，还能够在初始故障后对是否发生发展性故障以及发展性故障的类型进行判断。也就是说，基于本专利技术的方法，能够实时且连续的对初始故障和发展性故障进行判断，从而无需像现有技术那样，采取不同且不连贯的方法分别对初始故障和发展性故障进行判断。
10、其中需要特别强调的是，所谓“初始故障后”是相对于初始故障刚发生时的状态而言的，是指在初始故障发生之后的某一时刻或某一时间段。基于前述的采样率，初始故障后的三相电流信号，能够为在基于前述的采样率fs获得初始故障状态的三相电流之后的任一采样率fs下的三相电流信号。
11、在步骤s2中，通过快速傅里叶变换将正常运行状态和初始故障状态的三相电流信号从时域上转换到频域上，在三相电流信号发生突变时能够更加突出故障特征，便于分析初始故障类型，从而快速做出判断。
12、在步骤s3中，初始故障类型为单相接地故障时，确定特殊相为发生故障的相别；初始故障为两相接地故障或两相相间短路故障时，确定特殊相为健全相，其中健全相是指没有发生故障的那一相。
13、在一个具体的实施例中，初始故障类型为a相接地，bc相短路，bc相接地时，确定特殊相为a相；初始故障类型为b相接地，ca相短路，ca相接地时，确定特殊相为b相；初始故障类型为c相接地，ab相短路，ab相接地时，确定特殊相为c相，具体见下表1。
14、表1发展性故障特殊相确定
15、
16、进一步地，在步骤s3中，基于所确定的特殊相确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序，包括：特殊相为a相时，确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序为特殊相为b相时，确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序为特殊相为c相时，确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序为
17、在本专利技术中，三相电流信号进行克拉克变换为线模分量和零模分量，克拉克变换矩阵如下：
18、
19、即，特殊相为a相时，三相电流信号对应的克拉克变换如下：
20、
21、特殊相为b相时，三相电流信号对应的克拉克变换如下：
22、
23、特殊相为c相时，三相电流信号对应的克拉克变换如下：
24、
25、通过以上对三相电流信号进行克拉克变换的方式能够分别获取正常运行状态、初始故障状态与初始故障后的线模分量与零模分量。
26、在本专利技术中，进行克拉克变换输入的三相电流信号为电流相量，包括幅值和相位，在经过克拉克变换后得到线模分量和零模分量其幅值表示大小。每一个时间点的三相电流信号进行克拉克变换后得到线模分量和零模分量线模分量和零模分量与三相电流信号在时间轴上呈现连续的一一对应关系。
27、在本专利技术中，定义正常运行状态的线模分量的幅值分别为零模分量的幅值初始故障状本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤S3中，基于所确定的初始故障类型的特征信息确定特殊相，包括：
3.根据权利要求2所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤S3中，基于所确定的特殊相确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序，包括：
4.根据权利要求3所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤S5中，定义正常运行状态的线模分量的幅值分别为零模分量的幅值初始故障状态的线模分量的幅值分别为零模分量的幅值初始故障后的线模分量的幅值分别为零模分量的幅值
5.根据权利要求4所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤S5中，基于对比后的幅值变化判断初始故障类型将要演变成的发展性故障的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，
7.一种基于克拉克变换的输电线路发展
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算器程序以使所述电子设备执行权利要求1-6中任一项所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤s3中，基于所确定的初始故障类型的特征信息确定特殊相，包括：
3.根据权利要求2所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤s3中，基于所确定的特殊相确定克拉克变换中三相电流信号的相别数据输入顺序，包括：
4.根据权利要求3所述的基于克拉克变换的输电线路发展性故障辨识方法，其特征在于，在步骤s5中，定义正常运行状态的线模分量的幅值分别为零模分量的幅值初始故障状态的线模分量的幅值分别为零模分量的...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾亦超，王建，刘应涛，李晨浩，张智缘，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。