基于k-means聚类分析的配电网故障选线方法

【摘要】：谐振接地系统发生故障后,其暂态过程一般在1-2个工频周期结束,随后进入稳态过程。消弧线圈主要补偿故障馈线的稳态零序电流,对故障引起的电磁暂态过程中零序暂态电流的影响较小。当线路发生故障时,故障线路与非故障线路的暂态零序电流在波形上存在着明显的差异性。随着大数据时代的到来,模式识别方法中的聚类分析方法已经被应用到许多领域中。利用聚类分析方法可将大量杂乱无章的故障录波数据处理成满足选线要求的信息,现将“故障线路”和“健全线路”,于量测端观测到的数据作为两种不同的类别,并采用模式识别方法进行判别,以此来实现谐振接地系统的故障选线。本文利用db10小波将由matlab电磁暂态仿真获取到的故障样本数据在故障后5ms内的暂态零序电流进行6层小波分解,计算出全频带下的暂态零序电流总能量,同时计算出综合小波能量相对熵；将暂态零序电流能量及综合小波能量相对熵这两个维度作为表征故障特征的测度,并将其映射到二维平面上。采用k-means聚类分析算法计算出数据的聚类中心。在聚类空间,“故障线路”形成一个聚类中心,“健全线路”形成一个聚类中心。采用欧氏距离来度量当前故障数据属于哪个类别,进而实现了故障选线。