一种输电线路故障分类方法及系统与流程

本申请涉及输电线路故障分类，具体涉及一种输电线路故障分类方法及系统。

背景技术：

1、输电线路作为电力系统的重要组成部分，确保了电能的有效传输和分配，对现代社会的运行至关重要，输电线路故障不仅会影响电力系统的稳定运行，还会诱发停电事故，进而对国民经济建设以及人们的日常生活带来严重的危害与影响，而快速、准确的输电线路故障分类是输电线路故障定位与快速恢复正常供电的前提，对保障电力系统的稳定性与安全性具有十分重要的意义。

2、随着神经网络技术的发展，使得基于神经网络的人工智能分类器在输电线路故障分类中具有更好的学习和泛化能力，而输电线路中故障特征的提取是基于神经网络的输电线路故障分类的关键，特征量的优劣直接影响输电线路故障分类的速度和准确性。但是神经网络对故障特征的自动提取会包含大量不相关或冗余的特征，会造成输电线路故障分类机制变得庞大而复杂，进而降低输电线路故障分类的速度和准确性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种输电线路故障分类方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种输电线路故障分类方法，该方法包括以下步骤：

3、采集输电线路出现故障前、后预设时间段内的各相电流信号；

4、获取各相电流信号在时频谱图上的总能量；将各相电流信号之间总能量的差异的倒数，作为各相电流信号之间的能量相似度；计算各相电流信号之间的皮尔逊相关系数，记为第一相似度，计算各相电流信号之间频谱图的频谱形状相似度，记为第二相似度，将第一相似度与第二相似度的乘积结果作为各相电流信号之间的信号特征相似度；将所有相电流信号之间的能量相似度均值和信号特征相似度均值的乘积结果，记为第一故障区分系数；

5、基于所有相电流信号在时频上的总能量差异将所有相电流信号划分为两类，将两类电流信号之间在时频谱图上的平均总能量的差异，作为第二故障区分系数；

6、将所有相电流信号在所有采集时刻的零序电流的绝对值的平均值，作为第三故障区分系数；

7、将第一、第二、第三故障区分系数组成故障区分向量；根据故障区分向量使用基于阴性选择算法的故障分类方法对输电线路故障进行分类。

8、优选地，所述基于所有相电流信号在时频上的总能量差异将所有相电流信号划分为两类，包括：

9、按照总能量的大小将所有相电流信号划分为两类；其中，第一类中有两相电流信号，第二类中有一相电流信号；所述第一类中的两相电流信号为三相中最接近的两相电流信号。

10、优选地，所述第二故障区分系数的确定方法包括：

11、将第一类中的两相电流信号的总能量的均值作为分子，将第二类中的电流信号的总能量作为分母；

12、计算分子与分母的比值，作为第二故障区分系数。

13、优选地，所述根据故障区分向量使用基于阴性选择算法的故障分类方法对输电线路故障进行分类，包括：

14、将每次采集的输电线路出现故障前、后预设时间段内的所有相电流信号作为一个样本，将输电线路历史出现故障的所有待分类的样本组成样本集合；

15、将样本集合中所有样本的故障区分向量组成的集合，作为基于阴性选择算法的故障分类方法中的自我集；

16、从输电线路的历史样本中对所有故障类别分别获取若干个样本，将每种故障类别中所有样本的故障区分向量组成的集合，作为基于阴性选择算法的故障分类方法中每种故障类别的初始故障检测器集；

17、利用基于阴性选择算法的故障分类方法获取自我集中每个故障区分向量的成熟故障检测器的匹配结果；将成熟故障检测器所对应的故障种类作为自我集中对应故障区分向量所属样本的故障分类。

18、优选地，所述故障的种类包括：三相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障、单相接地故障。

19、第二方面，本申请实施例还提供了一种输电线路故障分类系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述一种输电线路故障分类方法的步骤。

20、本申请至少具有如下有益效果：

21、本申请通过对输电线路的三相电流信号的时频谱图、频谱图和零序电流构建第一、第二、第三故障区分系数构建故障区分向量，其有益效果在于考虑了输电线路的三相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障和单相接地故障这四种故障的时频能量、时频域分布特征、零序电流之间的差异，提高了输电线路的三相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障和单相接地故障这四种故障之间的区分度。本申请根据构建的故障区分向量，利用基于阴性选择算法的故障分类方法完成输电线路故障的分类，其有益效果在于将故障区分向量作为输电线路故障分类方法中的特征量，在对输电线路的三相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障和单相接地故障这四种故障进行准确、有效地分类同时，避免了传统方法中利用神经网络自身或使用小波变换进行故障特征提取时，存在的故障信息数据量冗余和庞大的问题而影响输电线路故障分类速度的情况，进而能够更快地对输电线路出现的故障进行准确分类。

技术特征：

1.一种输电线路故障分类方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种输电线路故障分类方法，其特征在于，所述基于所有相电流信号在时频上的总能量差异将所有相电流信号划分为两类，包括：

3.如权利要求2所述的一种输电线路故障分类方法，其特征在于，所述第二故障区分系数的确定方法包括：

4.如权利要求1所述的一种输电线路故障分类方法，其特征在于，所述根据故障区分向量使用基于阴性选择算法的故障分类方法对输电线路故障进行分类，包括：

5.如权利要求1所述的一种输电线路故障分类方法，其特征在于，所述故障的种类包括：三相短路故障、两相短路故障、两相短路接地故障、单相接地故障。

6.一种输电线路故障分类系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任意一项所述一种输电线路故障分类方法的步骤。

技术总结本申请涉及输电线路故障分类技术领域，具体涉及一种输电线路故障分类方法及系统，该方法包括：采集输电线路出现故障前、后预设时间段内的各相电流信号；基于各相电流信号之间在时频上的总能量差异、在频域上的频谱相似度，各相电流信号之间的信号相似度，以及所有相电流信号在每个采集时刻的零序电流的绝对值大小，确定第一、第二、第三故障区分系数；将第一、第二、第三故障区分系数组成故障区分向量；根据故障区分向量使用基于阴性选择算法的故障分类方法对输电线路故障的分类。本申请旨在分析不同故障种类在三相电流信号的时频谱图、频谱图和零序电流中的特征表现，能够更快地对输电线路出现的故障进行准确分类。技术研发人员：王光东,郭凯,周炜,张勇,徐春华,吴荣,邹斌,黄挺,任堂正,孟莹,贾鹏云受保护的技术使用者：国网上海市电力公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10