基于小波变换的微电网故障检测方法设计.pdf

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1、·90·内燃机与配件基于小波变换的微电网故障检测方法设计①①②王颖；唐函侃；潘明九（①中国计量大学机电工程学院，杭州310018；②国网浙江省电力公司经济技术研究院，杭州310008）摘要：与传统的大电网相比较，微电网具有可靠性高、灵活性好、经济性强等优点，现如今微电网因为它的优点在电力系统中被广泛的使用。然而，在微电网的长久运行中，故障的发生是不可避免的。本文就微电网的故障检测提出了一种新的检测方法：基于小波变换的微电网故障检测方法。并对该方法进行了验证性的实验来检验该方法的可靠性。关键词：小波变换；微电网；故障检测0引言2小波

2、变换与信号奇异性微电网是规模比较小的分散式独立系统，当它和配电2.1小波变换的定义网连接时，就会从单电源的辐射型网络，转换为多电源的小波可以简单描述为一种函数，有两个基本特点：一是[1]网络，并且是可以控制的。这样的微电网不但可以选择与它是在有限的时间范围内变化的，且具有突变的频率及振大电网联网并网模式运行，而且能够选择孤岛模式运行，[8-9]幅；二是在它有限的变化时间范围内它的平均值是零。但由此也给继电保护带来了较大的影响。在微电网中逆变+∞设（ft）是平方可积函数，φ（t）满足∫φ（t）dt=0的条器接口分布式电源的最大电流贡

3、献能力为额定电流的2-∞倍，所以与发生任何故障类型的并网运行模式相比较，微件，因此（ft）是基本小波函数。则小波变换的定义就是把电网在孤岛模式下时内部发生故障所产生的故障电流要φ（t）做b移动后，然后在不同的尺度a下与待分析的函数小很多，因此对于微电网来说使用频率最高的过电流继电（ft）做内积：[2-3]+∞保护将不太合适。微电网的功率流向是动态和双向的，*t-bW（fa，b）=1√a∫（ft）φ（）dt=（（ft），φab）（1）当微电网在网状和径向拓扑之间切换时，保护问题也将变-∞a得十分的复杂。所以，需要找出适当的故障检测方

4、法，当其称为（ft）的连续小波变换。2在并网运行和孤岛运行这两种情况下，可以快速地响应微式中，a为尺度参数；b为定位参数；a，b∈L，a≠0。电网的内部故障，并在并网运行的情况下能迅速感应到主2.2信号的奇异性网发生了故障，才能够做出合理的保护策略[4-5]。在数学上，如果一个函数在某一处有间断或者它的某1微电网模型构建一阶导数不是连续的，那么就称这个函数在这个地方有奇异性，该函数上这个点就是奇异点。假设有一非负整数n，且n≤α≤n+1，∀δ>0，如果存在一个常数m>0，以及n次多项式Pn（t），使得对任意的（ft），都有：α（f

5、t）-P（nt-t0）≤m（t-t0）（2）在t∈（t0-δ，t0+δ）上成立，则称函数（ft）在t0处是具有Lipschitz指数α的。显然可以得出，Lipschitz指数α表明了函数（ft）在点t0的是否有奇异性。如果Lipschitz指数α越大，那么函数（ft）曲线越光滑，如果函数（ft）曲线在点t0点是连续的且图1微电网模型可微的，那么Lipschitz指数α=1；如果函数（ft）曲线在t0如图1所示微电网模型中，B1母线左侧为外部大电点是有界的，但是不是连续的，那么Lipschitz指数α=0。当网，B2母线右侧为微电网

6、部分，这两个部分通过公共连接Lipschitz指数α<1时，表明函数（ft）在t0点是奇异的，且t0点PCC连接，当公共连接点PCC闭合的时候，微电网转换[10]就是函数（ft）的奇异点。为并网运行模式；当公共连接点PCC断开的时候，微电网2.3基于小波变换的信号奇异点检测转换为孤岛运行模式[6-7]。2当基本的小波函数φ（t）∈L，并且这个基本的小波函————————————数是满足容许性条件的时候，基金项目：浙江省自然科学基金项目（LQ17E070003）；国家质检+∞2总局科技计划项目（T2015-JLXY-0005）；浙江

7、省“仪器Cφ=∫φ（ω）dω<+∞（3）-∞ω科学与技术”重中之重学科开放基金。作者简介：王颖（1980-)，女，河南商丘人，工学硕士，讲师，主要从2事电力系统保护与控制、微电网关键技术的研究工则函数（ft）∈L在尺度s和位置t上的小波变换定义为+∞作；唐函侃（1995-），男，浙江金华人，研究方向为电力Wf（s，t）=f（t）·φ（st）=∫（fτ）φ（st-τ）dτ（4）系统保护与控制。-∞InternalCombustionEngine&Parts·91·1t在F3处施加A相接地短路故障、BC两相接地短路故障、其中伸缩小波定

8、义式为φ（st）=φ（），式中s>O为ssBC两相相间短路故障以及ABC三相短路故障和不施加伸缩尺度因子。故障时进行比较。本次仿真所设置的监测点每过250μs采小波变换对变量t进行傅里叶变换集一个数据，因此在2s的时间内总共采集到8000个电压W~