本發(fā)明屬于配電網(wǎng)故障定位，尤其涉及基于直線檢測算法的多分支配電網(wǎng)故障定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、作為連接電力系統(tǒng)與終端用戶之間的重要紐帶，配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行對供電質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用，精確快速的故障定位是確保其可靠運行的關(guān)鍵。由于配電網(wǎng)網(wǎng)架覆蓋面廣、分支線路較多、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜，大大增加了線路故障定位的難度。因此，研究多分支配電網(wǎng)準(zhǔn)確、快速的故障定位方法具有實際意義。

2、配電網(wǎng)故障定位方法可分為：阻抗法、人工智能算法和行波法。阻抗法通過工頻電流和電壓信息計算故障位置，易于實施，然而易受系統(tǒng)運行方式和過渡電阻的影響。遺傳算法、專家系統(tǒng)及蟻群算法等人工智能算法，有較好的容錯性能，但需要考慮電網(wǎng)精確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和所有可能發(fā)生的故障情況，且算法處理時間隨著拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和故障情況的復(fù)雜而顯著增長。行波定位方法不受系統(tǒng)運行狀態(tài)和過渡電阻等因素的影響，已被廣泛應(yīng)用于輸電網(wǎng)中。然而，相較于輸電網(wǎng)，配電網(wǎng)分支眾多，行波折反射過程更為復(fù)雜，波頭標(biāo)定困難，目前尚缺少成熟的配網(wǎng)行波定位理論和方法。因此，開展面向多分支配電網(wǎng)的行波波頭標(biāo)定和故障定位方法研究尤為迫切。

3、故障行波波頭的可靠標(biāo)定是各種類型行波定位方法的前提。針對故障行波波頭的標(biāo)定，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作。現(xiàn)有技術(shù)中存在用波形比較思想改進小波變換的方法，解決了故障行波信號無方向性問題，為利用故障行波進行故障定位提供了新的研究方向；還存在利用離散小波變換檢測行波數(shù)據(jù)，然后通過小波變換系數(shù)的平方獲得初始行波到達時間。但小波變換波頭檢測方法自適應(yīng)能力較弱，易受分解層數(shù)的影響。

4、為了進一步提高行波波頭的識別和精度，有學(xué)者從行波全波形和數(shù)字圖像等角度提出了新的波頭標(biāo)定方法。例如，利用morse小波描繪行波的時頻譜，用teager能量算子捕捉波頭突變特征，提高了波頭標(biāo)定精度。又比如，截取故障行波數(shù)據(jù)作圖，利用斜率和幅值排除干擾波頭的影響，提出用圖像直線檢測方法來標(biāo)定行波波頭的方法，但該方法直線歸并較為復(fù)雜，在一定程度上影響了標(biāo)定效果。又比如，用radon變換投影行波數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)時域數(shù)據(jù)波頭檢測方法轉(zhuǎn)為波形圖像靈敏角特征的標(biāo)定，提升了行波定位的可靠性和精度。但該類新型波頭標(biāo)定方法復(fù)雜度較高，在實際工程中的可操作性較差。

5、在多分支配電網(wǎng)故障定位算理方面，大多通過在配電網(wǎng)各線路末端配置量測終端，利用多端行波數(shù)據(jù)進行故障定位。例如，存在利用初始行波到達時刻定義隸屬度，提出三端故障定位方法，但該方法定位判據(jù)復(fù)雜，難以普及到多分支配電網(wǎng)中。又例如，利用多端初始行波到達時刻，構(gòu)造了支路判定矩陣，并結(jié)合雙端行波法實現(xiàn)多分支配電網(wǎng)故障定位。又例如，搭建故障搜索矩陣，結(jié)合故障特征和雙端行波法得出故障距離。又例如，根據(jù)故障狀態(tài)表達式搭建了故障矩陣，結(jié)合三端行波定位公式得出故障距離，定位方法可靠性高，但構(gòu)建矩陣過程較為復(fù)雜。

6、上述多分支配電網(wǎng)故障定位方法需要大量配置高頻采樣的量測終端，實現(xiàn)成本較高，難以推廣應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中還存在一種考慮了配電網(wǎng)故障定位經(jīng)濟性，基于零模、線模分量時域信息改進的行波定位方法，優(yōu)化了行波量測終端配置原則，然而零模信號的衰減速度較快，且僅在接地故障中出現(xiàn)，限制了故障定位方法的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于直線檢測算法的多分支配電網(wǎng)故障定位方法及系統(tǒng)，從數(shù)字圖像處理的角度出發(fā)，將傳統(tǒng)時域數(shù)據(jù)的波頭標(biāo)定轉(zhuǎn)化為對波形圖像空間域陡斜直線特征的檢測；同時，挖掘故障距離與后續(xù)故障行波波頭的關(guān)系，僅在饋線首末端配置測距終端的條件下，基于故障行波波頭的有效信息實現(xiàn)多分支配電網(wǎng)故障的精準(zhǔn)定位。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個或多個實施例提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了基于直線檢測算法的多分支配電網(wǎng)故障定位方法。

4、基于直線檢測算法的多分支配電網(wǎng)故障定位方法，包括以下步驟：

5、獲取配電網(wǎng)故障點的電壓行波線模分量并進行圖像化處理，得到圖像化處理結(jié)果；

6、采用直線檢測算法對圖像化處理結(jié)果中的直線段進行識別和篩選，對故障初始行波進行標(biāo)定；基于故障初始行波的標(biāo)定結(jié)果，結(jié)合故障區(qū)段信息，對合理時間窗口下的電壓行波線模分量再次進行圖像化處理，并利用直線檢測算法對故障行波波頭進行精細(xì)化標(biāo)定；

7、判斷故障點是否位于分支線路，若是，則依據(jù)故障初始行波的到達時間和極性構(gòu)造篩選條件，從標(biāo)定的故障行波波頭中篩選出含有效信息的兩類區(qū)段行波；

8、基于篩選出的含有效信息的兩類區(qū)段行波，計算出分支線路故障點的位置。

9、本發(fā)明第二方面提供了多分支配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)。

10、多分支配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，包括：

11、圖像化處理模塊，被配置為：獲取配電網(wǎng)故障點的電壓行波線模分量并進行圖像化處理，得到圖像化處理結(jié)果；

12、行波標(biāo)定模塊，被配置為：采用直線檢測算法對圖像化處理結(jié)果中的直線段進行識別和篩選，對故障初始行波進行標(biāo)定；基于故障初始行波的標(biāo)定結(jié)果，結(jié)合故障區(qū)段信息，對合理時間窗口下的電壓行波線模分量再次進行圖像化處理，并利用直線檢測算法對故障行波波頭進行精細(xì)化標(biāo)定；

13、篩選模塊，被配置為：判斷故障點是否位于分支線路，若是，則依據(jù)故障初始行波的到達時間和極性構(gòu)造篩選條件，從標(biāo)定的故障行波波頭中篩選出含有效信息的兩類區(qū)段行波；

14、計算模塊，被配置為：基于篩選出的含有效信息的兩類區(qū)段行波，計算出分支線路故障點的位置。

15、以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果：

16、本發(fā)明提供了一種基于直線檢測算法的多分支配電網(wǎng)故障定位方法及系統(tǒng)，提出基于lsd直線檢測算法的行波波頭標(biāo)定方法，將故障行波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，采用lsd算法檢測圖像中具有直線段特征的邊界，基于線段長度及斜率剔除多余非波頭特征直線段，將波形圖的陡斜直線段轉(zhuǎn)換到時域空間，實現(xiàn)故障初始行波和故障行波波頭的精確標(biāo)定。

17、本發(fā)明提出了基于單雙端行波法相結(jié)合的多分支配電網(wǎng)故障定位方法。通過剖析配電網(wǎng)分支線路故障行波的傳輸特性，獲取后續(xù)故障行波波頭的有效信息，依據(jù)單端量測數(shù)據(jù)中多個后續(xù)波頭的有效信息推斷分支線路上故障點的位置，并基于雙端初始行波波頭時差推斷主干線路故障點的位置，進而在無需配置分支線路末端量測終端的前提下，實現(xiàn)對多分支配電網(wǎng)的故障定位。

18、本發(fā)明基于故障初始行波的到達時間，確定出兩類區(qū)段行波一次波頭到達主干線路其中一端測量點的時刻的范圍值，作為第一篩選條件；計算兩類區(qū)段行波的二次波頭極性，并比較與故障初始行波的波頭極性的一致性，作為第二篩選條件；從標(biāo)定的故障行波波頭中篩選出滿足第一篩選條件和第二篩選條件的故障行波，作為含有效信息的兩類區(qū)段行波，并基于篩選出的含有效信息的兩類區(qū)段行波，計算出分支線路故障點的精確位置。

19、本發(fā)明僅需要在主干線路兩端設(shè)置兩個測量點，具有經(jīng)濟性。

20、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。