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基于小波分析和遗传算法的配电网故障检测

周玉林  
【摘要】:配电网的安全以及用电的可靠性是每个公民生活质量保障的必要条件。目前对于小电流接地系统单相接地故障检测的方法层出不穷,应用比较广泛的有信号注入法、零序电流突变法、阻抗法、行波法、以及一些基于数学工具的方法,例如小波变换法、蚁群算法、神经网络、遗传算法等。本文提出了一种基于小波分析和遗传算法的配电网故障检测方法。其基本思路是:首先用小波分析来进行故障选线,然后再对故障线路采用遗传算法进行故障定位。选线之前先通过Matlab/Simulink平台搭建了小电流单相接地故障模型,并获取各线路的电流、电压信息。然后用小波分析这些信息来选线,选线的过程用到了小波的奇异性原理,并以特征频带内的小波包分析结果来确定故障线路。在小波包分析中选择零序电压作为对象,比起传统的零序电流法,零序电压的突变量更大,受到的干扰更小,结果的准确性更高。遗传算法建立在小波选线之上,只对故障线路利用二进制编码方式进行故障点定位,而不是盲目的对所有节点搜索运算。搜索过程结合网络的拓扑结构进行搜索,精度更高,该算法同时适用于单电源网络和双电源网络。在遗传操作中,采用二进制编码,比十进制编码方式具有更广的搜索范围。本文优化了遗传操作过程,在保证种群多样性的同时,也最大程度的保留了优秀个体,既避免了局部最优,也使搜索结果精确。经过仿真实验,验证了本文提出的改进算法的可靠性和容错性。本文进行小电流接地系统单相接地故障定位的方法在定位部分大大减小了运算范围,降低工作量,提高了搜索效率,更符合实际应用。


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