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

1、電力系統(tǒng)是保證國家安全、國民經(jīng)濟發(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)。保障整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行是電力系統(tǒng)的基本要求。小電流接地故障線路的正確檢測是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行的重要條件之一。
　　本文以小電流接地故障檢測為研究對象，在認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)代的檢測方法基礎上，給出了關于小電流接地系統(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

2、技術，提出了關于故障特征提取、故障特征的融合和故障線路的綜合檢測方法及相關技術，從而提高小電流接地故障檢測的準確性和可靠性。
　　論文主要包括以下幾個方面的工作：
　　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)的基本結構及組成方式，以EMTP-ATP電磁仿真軟件為平臺，建立系統(tǒng)結構和參數(shù)均可根據(jù)實際需要進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

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

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能量的變化幅度進行小電流接地故障檢測的方法。通過對零序電流信號在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)等主要特征頻帶中的能量計算，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。對所述方法進行了充分的仿真和驗證。
　　研究如何通過對電力信號進行小波分解，提取諧波特征并利用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)電力諧波測量的方法。文中給出了諧波特征的提取和諧波向量的

5、構成方法，對神經(jīng)網(wǎng)絡的結構、訓練和測試方法進行了較詳細的描述。仿真驗證了所述方法的正確性。在此基礎上，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的小電流接地故障綜合檢測方法。在有效提取小電流接地故障特征的基礎上，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)絡的訓練和測試輸入，通過恰當?shù)倪x擇網(wǎng)絡訓練方法和對輸入數(shù)據(jù)的妥善預處理，完成對神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練和測試，獲得正確的網(wǎng)絡結構和參數(shù)，從而實現(xiàn)具有快速、準