基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护研究

特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界不对称,T区边界不明显,线路保护故障区间的准确判别是目前亟需解决的重要问题。该文以昆柳龙特高压三端混合直流输电系统为研究对象,将保护元件安装于T区左右两侧,提出一种基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护方法。论文分析特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界频率特性。根据T区两侧保护元件检测到的故障电流暂态能量的正负特性,提出T区左右两侧故障方向判据。利用互补集合经验模态分解(complementaryensembleempiricalmode decomposition,CEEMD)对故障暂态电流进行不同尺度分解,根据固有模态能量熵提出线路首端整流侧及线路末端逆变侧区内、外故障判据,解决了提取单一信号频带检测故障的局限性。分析和仿真结果表明,该保护方案仅利用T区左右两侧的保护元件就能实现特高压多端混合直流输电线路全线速动保护,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

基于固有模态能量熵的配电网单相接地故障选线新方法

分析了故障选线的现状和目前已提出的多种选线方法的优势和不足。提出利用固有模态能量熵对线路的零序电流进行分析,求出各线路的能量熵,通过比较熵值的大小来判断故障线路的新方法。MATLAB仿真结果表明,该方法不受过渡电阻和短路时间的影响,能准确地选出故障线路,该方法对配电网单相接地选线问题提供了一种全新的思路。且计算简单,可靠性高。

基于固有模态能量的暂态量选线方法

针对基于小波分析的煤矿电网故障选线方法由于分解效果取决于基函数的选择,不能保证最优分解效果的问题,提出了一种基于固有模态能量的暂态量选线方法。该方法利用经验模态分解对信号局部特征的自适应性,对单相接地故障零序电流的暂态特征进行分析,定义固有模态能量和能量权重因子作为故障特征参数,实现对故障暂态量信息的数据挖掘;求取故障后各馈线的零序暂态电流的固有模态能量,计算各馈线的能量权重因子,通过比较各馈线能量权重因子辨识出故障线路,即能量权重因子最大的线路就是故障线路。理论分析和仿真结果表明,该方法不受接地电阻、故障时间等故障条件的影响,能够准确可靠地实现煤矿高压电网故障选线。

基于固有模态能量熵和支持向量机的输电线路故障选相新方法

提出一种输电线路故障选相新方法,先对线路的三相电压信号进行经验模态分解,得到若干个包含主要故障电压信息的固有模态函数分量,其次选取三相电压的前2个固有模态能量熵作为故障特征向量,将构造的特征向量输入到LS-SVM分类器对输电线路的故障类型进行分类及故障选相。结果表明该方法不受过渡电阻、故障位置和故障初始角等因素的影响,能对高阻接地故障模式进行准确识别,且对噪声具有很好的抑制效果,能准确实现故障分类。仿真分析验证了其有效性。

基于固有模态能量熵的微弱目标检测算法

该文分析了海杂波能量在各固有模态函数(IMF)间的分布特点,研究了目标对海杂波能量在各IMF间分布的影响。研究发现,无目标时,海杂波的能量主要集中于先分解出的3个IMF中,而当目标出现时,海杂波的能量将向后分解出的6个IMF扩散,且固有模态能量熵恰能描述目标出现引起的海杂波能量分布的这种变化,因此该文提出了采用固有模态能量熵检测微弱目标的算法。仿真结果表明,与基于盒维数的微弱目标检测算法、频域CFAR检测方法和多脉冲CA-CFAR(100个脉冲)检测算法相比,该算法的检测性能较好,有效增强了雷达对海杂波中微弱目标的检测能力。

基于相电流突变量固有模态能量的选线新方法

针对传统零序电流能量选线方法在小电流接地系统的混合线路应用中选线效果不佳的问题,提出一种基于相电流突变量固有模态能量的选线方法。该方法以每条线路各相电流突变量为特征向量,计算其固有模态能量及每条线路模态能量极大值,最大模态能量极大值所对应的线路即是故障线路。仿真结果表明,与利用零序电流能量选线法相比,此方法选线准确度较高,受接地电阻、故障合闸角、接地位置、系统结构影响较小,更适应结构比较复杂的配电网系统选线。

基于能量与相关性的谐振接地系统选线新方法

针对谐振接地系统单一选线方法易发生误判、易受训练样本影响等问题,提出基于能量与相关性的谐振接地系统选线新方法。首先计算线路各相电流突变量和每条线路的综合相关系数,然后用经验模态分解算法计算每条线路相电流突变量所对应的固有模态能量权重系数,取每条线路三相固有模态能量权重系数中的最大值作为本线路的综合能量系数值,最后通过二维判据求取特征距离。仿真结果表明,基于能量与相关性的谐振接地系统选线新方法实现了母线故障判别,且在一定程度上提高了判据裕度,适用范围更广。

基于EEMD和能量法的谐振接地配电网故障选线研究

提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)的谐振接地配电网暂态量选线新方法。提取故障发生后各线路1/4周期暂态零序电流作为数据窗长度,用EEMD将1/4周期暂态零序电流分解为有限个固有模态函数(IMF)分量和一个剩余分量r;将每条线路的IMF分量与原始信号做相关分析,选出与原始信号相关程度最大的前3个IMF分量作为暂态零序电流特征IMF分量,计算特征IMF分量和剩余分量的能量和作为线路的固有模态能量;计算各线路的固有模态能量权重因子,比较能量权重因子的大小选出故障线路。为了判断母线故障,选出能量权重因子最大的前3条线路做进一步比较。该方法利用暂态量,不受消弧线圈影响,可以同时适用于中性点不接地和谐振接地配电网,而且针对故障条件比较苛刻的高阻接地和小角接地故障同样适用。MATLAB仿真验证了方法的正确性。

基于完备集合经验模态分解的结构损伤识别

针对建筑结构在损伤后结构受外界环境影响、结构损伤指标不敏感等问题,应用基于完备集合经验模态分解的结构损伤识别方法,提出归一化特征固有模态函数能量比作为损伤指标,解决了传统损伤指标不敏感的问题。先将原信号与一正一负成对的白噪声叠加组成目标信号,再将目标信号分解为有限个固有模态函数分量。对每个测点的目标信号分解的各固有模态函数分量进行了能量计算。选取能量最大的固有模态函数作为特征固有模态函数,并将其进行了希尔伯特变换,获得瞬时频率图。通过瞬时频率的变化来判断结构是否受损,并对各测点特征固有模态函数分量进行了归一化处理,计算出正常与损伤情况下各测点的特征固有模态函数分量的归一化能量比。以结构损伤前、后信号的完备集合经验模态分解的特征固有模态函数分量归一化能量比差值作为结构损伤敏感因子,以此来识别结构损伤。模拟5层剪切结构在刚度折损后损伤分析,并与经验模态分解方法进行了比较。研究结果表明:完备集合经验模态分解算法的效果比经验模态分解算法的好,它能够准确地识别结构损伤的位置。

基于HHT的谐振接地配电网暂态量故障选线研究

根据故障线路与健全线路暂态零模电流在幅值大小、频率分布以及故障瞬间突变极性的差异,提出基于HHT的谐振接地配电网暂态量选线新方案。从能量的角度综合度量线路暂态零模电流的幅值大小和频率分布,将EMD与能量法相结合,定义固有模态能量和能量权重系数两个暂态故障特征参数,选出能量权重系数最大的前三条线路,接着利用故障发生瞬间故障线路与健全线路暂态零模电流突变极性相反这一暂态故障特征,应用HHT奇异性检测原理,比较能量权重系数最大的前三条线路暂态零模电流最高频IMF分量在故障时刻的一阶差分极性,形成选线判据,构造基于HHT的暂态量选线方案。利用Matlab验证了方法的正确性,分析表明所提出的暂态量选线方案灵敏性和可靠性高。

基于VMD的井下变频系统漏电保护误动研究

针对变频器使用给煤矿井下漏电保护带来的误动问题,提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)的煤矿井下变频系统漏电保护新方法。利用VMD分解算法对馈电线路零序电流进行分解,得到数个固有模态分量,计算各个模态分量的能量比重,选择最佳模态分量作为特征分量,比较特征分量能量比重,区分正常情况下由变频器产生的零序电流和故障下零序电流,即筛选出故障零序电流。通过Matlab仿真实验分析可知,该方法能够有效解决变频器带来的漏电保护误动问题。