基于FDM孪生网络的风电场集电线单相接地故障区段定位Single-phase grounding fault location of wind farm collection line based on FDM and Siamese neural network
刘富州;萨仁娜;朱永利;张翼;蔡炜豪;
摘要(Abstract):
针对风电场集电线路故障后定位困难以及故障样本稀缺问题,文章提出了基于傅里叶分解算法与孪生神经网络相结合的风电场集电线路区段定位方案。傅里叶分解算法适用于集电线路接地故障所产生的瞬态非平稳信号;孪生神经网络可用于对样本集的扩充和辅助训练识别网络。该方案首先提取集电线故障信号线模分量,借助傅里叶分解算法生成时频能量谱;然后借助孪生神经网络扩充样本集,并在该集合上辅助训练定位网络;最后将孪生神经网络分支部分保留以形成定位网络,基于已有故障区段模态,应用定位网络完成对未知故障模态的判别。试验结果表明,文章提出的算法在小样本情况下比传统行波法更适合风电场集电线路故障定位。
关键词(KeyWords): 风电场;集电线路;傅里叶分解算法;孪生神经网络
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51677072);; 中国国电集团公司科技项目(GDDL-KJ-2017-02)
作者(Authors): 刘富州;萨仁娜;朱永利;张翼;蔡炜豪;
DOI: 10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2023.03.006
参考文献(References):
- [1]孙华东,许涛,郭强,等.英国“8·9”大停电事故分析及对中国电网的启示[J].中国电机工程学报,2019,39(21):6183-6192.
- [2] Krishnathevar R,Nguee.Generalized impedance-based fault location for distribution systems[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2011,27(1):449-451.
- [3]方如举.基于正序阻抗的微电网线路故障定位策略的研究[J].可再生能源,2016,34(12):1819-1825.
- [4]邓丰,李欣然,曾祥君,等.基于多端故障行波时差的含分布式电源配电网故障定位新方法[J].中国电机工程学报,2018,38(15):4399-4409,4640.
- [5]杨军,伍咏红,江文波,等.基于双端故障信息的高压电缆-架空线混合线路故障测距方法[J].电网技术,2010,34(1):208-213.
- [6]许名扬,樊艳芳,刘群杰,等.基于电流初始行波极性的主动配电网纵联保护方案[J].可再生能源,2020,38(4):509-516.
- [7]刘群杰,樊艳芳,李峰,等.基于多区域相位突变量信息的主动配电网故障定位方案研究[J].可再生能源,2019,37(9):50-56.
- [8]薛永端,徐丙垠,李天友,等.配网自动化系统小电流接地故障暂态定位技术[J].电力自动化设备,2013,33(12):27-32.
- [9]张鑫,牟龙华.基于故障暂态电流主频分量的矿山电网暂态保护[J].电力自动化设备,2013,33(7):75-80.
- [10]张钊.配电网故障定位的通用矩阵算法[J].电力自动化设备,2005,25(5):40-43.
- [11]魏东,龚庆武,来文青,等.基于卷积神经网络的输电线路区内外故障判断及故障选相方法研究[J].中国电机工程学报,2016,36(S):21-28.
- [12]和敬涵,罗国敏,程梦晓,等.新一代人工智能在电力系统故障分析及定位中的研究综述[J].中国电机工程学报,2020.Doi:10.13334/j.0258-8013.pcsee.200032.
- [13]张科,孙立志,朱永利,等.基于矢量偏离度的风电场集电线路故障定位方法[J].电力系统自动化,2019,43(10):127-134.
- [14]王宾,任萱.中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究[J].中国电机工程学报,2021,41(6):2136-2144.
- [15]彭华,朱永利.基于apFFT频谱校正和XGBoost的风电场集电线路单相接地故障测距[J].电工技术学报,2020,35(23):4931-4939.
- [16] Lan Sheng,Chen Moujie,Chen Duanyu.A novel HVDC double-terminal non-synchronous fault location method based on convolutional neural network[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2019,34(3):848-857.
- [17] Luo Guomin,Yao Changyuan,Liu Yinglin,et al.Stacked auto-encoder based fault location in VSC-HVDC[J].IEEE Access,2018,6:33216-33224.
- [18] Guo Moufa,Zeng Xiaodan,Chen Duanyu,et al.Deeplearning-based earth fault detection using continuous wavelet transform and convolutional neural net work in resonant grounding distribution systems[J].IEEE Sensors Journal,2018,18(3):1291-1300.
- [19]高艳丰,朱永利,闫红艳,等.基于VMD和TEO的高压输电线路雷击故障测距研究[J].电工技术学报,2016,31(1):24-33.
- [20]林嘉伟.基于行波理论与卷积神经网络的配电网故障测距技术[D].福州:福州大学,2018.