一种电网故障分析方法、装置及电子设备与流程

技术特征：
1.一种电网故障分析方法，其特征在于，方法包括：获取配电网各条线路的电气波形数据并进行信号预处理，获得电气量数据；通过快速傅里叶变换计算电气量数据的零序电流谐波幅值和零序电流幅值，根据零序电流谐波幅值和零序电流幅值计算各条线路各个周期的归一化谐波含量；在采样时间内对各条线路各个周期的归一化谐波含量进行计算，获得各条线路各个周期的归一化平均谐波含量指标；预设谐波含量指标阈值，在归一化平均谐波含量指标大于等于谐波含量指标阈值时，配电网发生弧光接地故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取配电网各条线路的电气波形数据并进行信号预处理，获得电气量数据，具体为：以各条线路故障发生前一个周期采集的电气波形数据为基准数据，将采集的各个周期电气波形数据分别减去该基准数据，得到故障发生前后剔除谐波干扰信号和噪声干扰信号的电气量数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过快速傅里叶变换计算电气量数据的零序电流谐波幅值和零序电流幅值，根据零序电流谐波幅值和零序电流幅值计算各条线路各个周期的归一化谐波含量，具体包括：通过快速傅里叶变换计算各线路电气量数据中零序电流的零序电流谐波幅值和零序电流幅值；根据零序电流谐波幅值之和与零序电流幅值的比值计算各条线路各个周期的谐波含量，谐波含量的计算式为：，其中，表示弧光接地故障发生后线路k的第i组电气量数据第t周期的谐波含量，表示第i组电气量数据下配电网发生弧光接地故障后线路k的第t周期的第h次零序电流谐波幅值，表示第i组电气量数据下配电网发生弧光接地故障后线路k的第t周期的零序电流幅值；以发生弧光接地故障后第1个周期的谐波含量为基准统一谐波含量的尺度，对比各个周期谐波含量值相对于基准值的占比变化，对各线路的谐波含量进行归一化，得到归一化谐波含量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据归一化谐波含量计算线路k的第i组电气量数据在采样时间内各个周期的平均谐波含量指标，所述平均谐波含量指标的计算式为：，其中，t
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表示采样时间内的周期个数，q表示归一化的谐波含量；对每条线路的平均谐波含量指标求和确定在采样时间内各条线路各个周期的归一化平均谐波含量指标。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设谐波含量指标阈值，具体包括：获取配电网发生弧光接地故障情况下各线路的电气波形数据作为故障历史样本，计算
故障历史样本的谐波含量指标，基于配电网在正常扰动情况下的谐波含量指标对故障历史样本的谐波含量指标进行校正处理，确定谐波含量指标阈值，其中，所述谐波含量指标阈值为0.15。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方法还包括：在配电网发生弧光接地故障时，采集配电网各条线路的电气量数据作为待测样本；获取配电网多条线路的历史电气量数据进行标准化处理，获得历史特征样本集，基于聚类算法对历史特征样本集进行分类，计算分类后的故障类别的聚类中心；其中，故障类别包括第一故障类和第二故障类，第一故障类为故障线路；第二故障类为母线故障；计算待测样本与第一故障类的聚类中心的第一欧式距离，以及待测样本与第二故障类的聚类中心的第二欧式距离；若第一欧式距离小于第二欧式距离时，确定该待测样本为第一故障类，否则即为第二故障类。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，计算分类后的故障类别的聚类中心，聚类中心的计算式为：，其中，为线路k第a种故障类的聚类中心，在a=1时表示第一故障类，在a=2时表示第二故障类，分别为聚类中心中的p个故障电气量，为历史特征样本集z
k
中属于第a种故障类的第m个待测样本的第j个故障电气量，m
a
为线路k的历史特征样本集z
k
中属于第a种故障类的样本个数。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一欧式距离和第二欧式距离的计算式为，其中，在a=1时为第一欧式距离，在a=2时为第二欧式距离，z
kj
表示线路k的待测样本的第j个故障电气量，表示第a种故障类的第j个故障电气量的聚类中心，p表示故障电气量的总数。9.一种电网故障分析装置，其特征在于，包括：数据获取处理模块，用于获取配电网各条线路的电气波形数据并进行信号预处理，获得电气量数据；谐波含量计算模块，用于通过快速傅里叶变换计算电气量数据的零序电流谐波幅值和零序电流幅值，根据零序电流谐波幅值和零序电流幅值计算各条线路各个周期的归一化谐波含量；谐波含量指标计算模块，用于在采样时间内对各条线路各个周期的归一化谐波含量进行计算，获得各条线路各个周期的归一化平均谐波含量指标；故障分析模块，用于预设谐波含量指标阈值，在归一化平均谐波含量指标大于等于谐波含量指标阈值时，配电网发生弧光接地故障。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种电网故障分析方法、装置及电子设备，涉及接地故障分析领域，解决了现有技术在采样时间内前后两个周期归一化谐波含量的差值来计算归一化平均谐波含量指标，该指标未降低电力系统在正常运行状态下受到扰动对谐波含量变化指标造成的影响，本申请通过快速傅里叶变换计算电气量数据的谐波幅值和零序电流幅值，由此得出各条线路的归一化谐波含量，在采样时间内对每条线路每个周期的归一化谐波含量进行计算得到归一化平均谐波含量指标，该含量指标考虑故障发生后前两个周期的偶然性指标情况，增大故障情况与系统正常扰动情况之间的区分度，从而降低系统正常运行状态下受到扰动对平均谐波含量指标造成的影响，提高了故障辨识的可靠性。高了故障辨识的可靠性。高了故障辨识的可靠性。


技术研发人员：李世龙 张华 龙呈 高艺文 苏学能 杨勇波 方玉 刘凡 常政威 吴杰 周剑
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2022/11/15