本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)分形理論在輸電線路故障模式識(shí)別中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 多重分形去趨勢(shì)法 多重分形 拍頻振蕩 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換 非線性放大器 故障模式

【摘要】：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,輸電線路發(fā)生的故障,80%是以單相瞬時(shí)性故障形式存在。傳統(tǒng)定時(shí)限重合閘技術(shù)雖能確保系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和供電可靠性,同時(shí)也存在盲目重合造成二次沖擊的危險(xiǎn)。如何避免重合于永久性故障線路是電力工作者關(guān)注的一個(gè)重要的課題。在超高壓線路上裝設(shè)的并聯(lián)電抗器在吸收無(wú)功功率,穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行電壓,抑制潛供電流發(fā)揮著重要作用。并聯(lián)電抗器的引入,其補(bǔ)償作用導(dǎo)致耦合電壓過(guò)小,限制了基于斷開(kāi)相端電壓幅值相位特征的傳統(tǒng)電壓判據(jù)的應(yīng)用,同時(shí)也加速了電弧的熄滅,導(dǎo)致基于電弧特性的故障性質(zhì)識(shí)別方法難以實(shí)現(xiàn),給單相自適應(yīng)重合閘故障識(shí)別帶來(lái)一定的技術(shù)難度,故本文主要給出利用拍頻判據(jù)對(duì)輸電線路故障進(jìn)行模式識(shí)別方法。快速準(zhǔn)確地辨識(shí)拍頻振蕩是自適應(yīng)重合閘拍頻判據(jù)的核心內(nèi)容。通過(guò)對(duì)帶并聯(lián)電抗器的超高壓線路單相瞬時(shí)性故障下的拍頻振蕩進(jìn)行多重分形特性研究,發(fā)現(xiàn)拍頻振蕩具有顯著的多重分形特性,采用多重分形去趨勢(shì)法(MFDFA)確定分形參數(shù),分析了不同故障條件和噪聲背景對(duì)分形參數(shù)的影響。瞬時(shí)故障下端電壓拍頻振蕩的H(q)曲線滿足反正切分布,永久性故障下端電壓信號(hào)H(q)曲線趨于常數(shù)。根據(jù)該分形特性差異,提出了基于多重分形去趨勢(shì)法的超高壓線路單相自適應(yīng)重合閘拍頻判據(jù),定義界值比δ來(lái)描述分形參數(shù)曲線H(q)的分布特性進(jìn)行故障性質(zhì)的快速準(zhǔn)確判別。該判據(jù)具有強(qiáng)噪聲免疫力,克服了故障條件和直流分量等因素的影響。仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了判據(jù)的有效性和可靠性。同時(shí),超高壓輸電線路拍頻判據(jù)通常認(rèn)為瞬時(shí)故障必伴隨強(qiáng)拍頻振蕩,通過(guò)分析拍頻振蕩起振條件發(fā)現(xiàn),線路在瞬時(shí)故障下可能發(fā)生弱拍頻現(xiàn)象導(dǎo)致傳統(tǒng)拍頻判據(jù)誤判。針對(duì)這一問(wèn)題,提出了基于自適應(yīng)FrFT域擴(kuò)展Hurst指數(shù)的單相瞬時(shí)故障全拍頻檢測(cè)方法,提取斷開(kāi)相電抗器電流的非線性特征作為特征量。首先,根據(jù)峰值掃描法快速確定最佳階次FrFT域(u域),通過(guò)FrFT域的能量聚集特性放大時(shí)域故障信號(hào)的非線性特征,再利用擴(kuò)展Hurst指數(shù)捕獲該特征用于故障辨識(shí)。瞬時(shí)故障伴隨強(qiáng)拍頻現(xiàn)象時(shí),該方法具有更優(yōu)異的噪聲免疫力,可直接用于對(duì)含噪信號(hào)的故障性質(zhì)快速可靠識(shí)別;在伴隨弱拍頻現(xiàn)象時(shí),方法仍能保持高度的有效性。大量仿真證明了方法的有效性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：多重分形去趨勢(shì)法 多重分形 拍頻振蕩 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換 非線性放大器 故障模式
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 重合閘技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 模型參數(shù)判據(jù)10-11
• 1.2.2 智能識(shí)別判據(jù)11
• 1.2.3 特征根判據(jù)11-12
• 1.2.4 拍頻判據(jù)12
• 1.3 非線性理論在故障識(shí)別中的應(yīng)用12-14
• 1.3.1 混沌理論13
• 1.3.2 孤立子理論13
• 1.3.3 小波分析13-14
• 1.3.4 非線性理論的發(fā)展趨勢(shì)14
• 1.4 本課題研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 分形理論在故障模式識(shí)別中的應(yīng)用16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 分形維數(shù)16-18
• 2.3 雷擊與短路故障的分形-時(shí)域差分識(shí)別方法18-26
• 2.3.1 雷電波及其特點(diǎn)19-20
• 2.3.2 直擊雷和故障行波的特征分析20-23
• 2.3.3 分形-時(shí)域差分綜合判據(jù)23-24
• 2.3.4 雷擊與短路故障的仿真分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于MFDFA的拍頻判據(jù)27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 多重分形趨勢(shì)波形分析法27-28
• 3.3 拍頻振蕩的多重分形特性分析28-33
• 3.3.1 拍頻振蕩28-29
• 3.3.2 拍頻振蕩的多重分形參數(shù)29-30
• 3.3.3 故障條件對(duì)分形參數(shù)的影響30-32
• 3.3.4 噪聲對(duì)分形參數(shù)的影響32-33
• 3.4 單相自適應(yīng)重合閘拍頻新判據(jù)33-34
• 3.5 仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證34-37
• 3.5.1 仿真模型34-35
• 3.5.2 仿真結(jié)果分析35-36
• 3.5.3 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 基于FrFT域擴(kuò)展Hurst指數(shù)的全拍頻檢測(cè)38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 拍頻振蕩起振分析38-39
• 4.3 自適應(yīng)FrFT域39-41
• 4.3.1 分?jǐn)?shù)階Fourier變換39-40
• 4.3.2 最優(yōu)階數(shù)40
• 4.3.3 峰值掃描法40-41
• 4.4 擴(kuò)展Hurst指數(shù)41
• 4.5 仿真分析41-44
• 4.5.1 強(qiáng)拍頻振蕩41-42
• 4.5.2 弱拍頻振蕩42-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 結(jié)論45-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文51-54
• 致謝54

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