基于参数化时频分析的电网故障行波信号精确识别方法研究

基本信息
批准号:51507015
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:席燕辉
学科分类:
依托单位:长沙理工大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李景禄,邓丰,匡文凯,舒磊,周卿松,彭翰川
关键词:
时变自回归模型行波识别参数化时频分析故障特征提取Alpha稳定分布
结项摘要

The reliable and accurate identification of traveling wave lays a foundation for traveling wave protection and location. The existing traveling wave identification methods are usually based on non-parameterized time-frequency analysis. It is difficult to achieve reliable identification of some minor and complex traveling wave signals, which are influenced by strong electromagnetic interference and complex refraction and reflection. Therefore, the project proposes and investigates the identification method of traveling wave signals based on parameterized time-frequency analysis. 1) The characteristics of traveling wave signals are analyzed. Time-varying autoregressive (TVAR) model with alpha stable distribution is constructed to describe temporal dynamic characteristics of traveling wave signals. And then, the project explores the noise interference cancellation method. 2) For the delay of the parameters’ abrupt changes, the project investigates the adaptive particle filtering methods with variable forgetting factor, which focus on estimating the statistical characteristics of parameter noise. The accurate parameters are obtained by use of the proposed optimization algorithms. 3) The correlation feature values are extracted from time domain and time-frequency domain by using a wealth of precise parameters information. Especially the feature values, such as alpha stable distribution parameters and instantaneous frequency, are closely related to the fault information. On the basis, the minor and complex traveling wave signals are perceived reliably and accurately by joint time-frequency analysis of feature values. Some novel identification parameters are proposed, and the disturbed traveling wave signals are accurately identified in the project, which will provide parameters support for construction of novel traveling wave protection and fault location principles.

电网故障行波信号的可靠准确识别是故障行波保护与定位的基础。现有行波识别一般采用非参数化时频分析方法,难以实现对强电磁干扰条件下轻微故障行波信号和复杂折反射行波信号的可靠辨识。为此,项目提出并研究基于参数化时频分析的行波识别方法:1)研究电网故障行波信号特征,构建Alpha稳定分布-时变自回归模型,准确描述行波信号的时域动态特性,并研究基于该参数化模型的噪声干扰消除方法;2)针对模型参数突变的延迟性,研究以参数噪声统计特性估计为核心、带时变遗忘因子的自适应粒子滤波算法,实现行波参数的准确估计;3)利用精确的参数信息从时域和时频域提取关联特征量,特别是与故障信息密切相关的Alpha稳定分布参数和瞬时频率,时频联合分析准确可靠地感知强电磁干扰下微弱故障行波信号和多次折反射复杂行波信号。本项目提出行波信号的新型识别参数,实现受扰行波信号的准确识别,为构建新型故障行波保护与定位原理提供参数支持。

项目摘要

精确可靠的故障定位是电网安全稳定运行的重要保障,行波定位法具有定位精度高等特点,成为电网故障定位的研究热点。但现有的非参数化时频分析的行波辨识方法在线路雷击、复杂折反射以及强噪声干扰等情况下,其可靠性与准确性难以得到保障,严重影响行波定位法的实用效果。本项目提出了基于参数化时频分析的行波识别方法,研究了行波信号的时域状态空间建模和时域滤波消噪方法,提出了三种行波信号奇异点检测算法,实现了行波信号的精确检测和特征提取,搭建了仿真模型,对不同故障条件下的单相接地故障进行了仿真实验,结果验证了检测算法的有效性和优越性。项目研究成果有利于提高故障定位的精度和可靠性,为构建新型故障行波保护与定位原理提供了参数支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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