基于小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小電流接地故障檢測(cè)方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)是保證國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要組成部分，是重要的支柱產(chǎn)業(yè)。保障整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是電力系統(tǒng)的基本要求。小電流接地故障線路的正確檢測(cè)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要條件之一。
　　本文以小電流接地故障檢測(cè)為研究對(duì)象，在認(rèn)真分析小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的各種故障特征以及傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的檢測(cè)方法基礎(chǔ)上，給出了關(guān)于小電流接地系統(tǒng)的金屬性接地，特別是弧光接地故障的仿真模型；采用小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2、技術(shù)，提出了關(guān)于故障特征提取、故障特征的融合和故障線路的綜合檢測(cè)方法及相關(guān)技術(shù)，從而提高小電流接地故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。
　　論文主要包括以下幾個(gè)方面的工作：
　　建立基于電磁仿真軟件 EMTP-ATP的小電流接地系統(tǒng)金屬性接地、特別是弧光接地故障的仿真模型。根據(jù)電力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及組成方式，以EMTP-ATP電磁仿真軟件為平臺(tái)，建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)均可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置的故障仿真模型。為后續(xù)深入研究小電流接地故障的檢測(cè)

3、方法奠定基礎(chǔ)，提供有效的、全方位的故障仿真數(shù)據(jù)支持。仿真結(jié)果證明了所建模型的正確性。
　　研究如何利用小波變換技術(shù)進(jìn)行故障的特征分析和特征提取，給出了如何根據(jù)所提取的相關(guān)特征構(gòu)成綜合特征向量和實(shí)現(xiàn)綜合檢測(cè)的方法。文中首先給出利用小波包分解進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和諧波特征的提取方法，并對(duì)所提取的各故障特征驗(yàn)證其合理性和充分性。其次，通過(guò)構(gòu)造小電流接地故障的綜合特征向量，給出基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的故障綜合檢測(cè)方法。仿真結(jié)果證明了上述方法的準(zhǔn)確性和

4、有效性。
　　利用小波變換的多分辨率分析思想，提出了如何基于故障前后各條線路中零序電流信號(hào)能量的變化幅度進(jìn)行小電流接地故障檢測(cè)的方法。通過(guò)對(duì)零序電流信號(hào)在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)等主要特征頻帶中的能量計(jì)算，比較各線路發(fā)生接地故障前后零序電流能量的變化，根據(jù)幅度大小判斷出故障線路。對(duì)所述方法進(jìn)行了充分的仿真和驗(yàn)證。
　　研究如何通過(guò)對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行小波分解，提取諧波特征并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力諧波測(cè)量的方法。文中給出了諧波特征的提取和諧波向量的

5、構(gòu)成方法，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練和測(cè)試方法進(jìn)行了較詳細(xì)的描述。仿真驗(yàn)證了所述方法的正確性。在此基礎(chǔ)上，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小電流接地故障綜合檢測(cè)方法。在有效提取小電流接地故障特征的基礎(chǔ)上，合理的選擇故障的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、諧波以及能量特征構(gòu)成故障的特征向量，把不同故障條件下所獲取的特征向量用作神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試輸入，通過(guò)恰當(dāng)?shù)倪x擇網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法和對(duì)輸入數(shù)據(jù)的妥善預(yù)處理，完成對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和測(cè)試，獲得正確的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)具有快速、準(zhǔn)