CN109146319A - 一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，首先获得待提取暂降类型的三相电压向量，即实际暂降向量，然后由不同幅值和不同相位的组合构造特征电压V，即根据特征电压的幅值范围、相位跳变范围以及二者各自的步长间隔，得到n组由不同幅值和相位组合构成的特征电压V，之后将获得的特征电压V代入不同的暂降类型的特征表达式构成合成暂降矩阵；最后计算实际暂降向量与合成暂降向量之间的欧氏距离，确定距离最小对应的合成暂降所匹配的电压暂降类型即为所求。本发明的方法能够合成上万组暂降类型，用于匹配实际暂降，适用范围广；算法原理简单，准确率最高。

Description

一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法

技术领域

本发明属于电力行业的电压类型判断领域，具体涉及一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法。

背景技术

电压暂降类型是国外学者Math Bollen提出的概念，根据三相电压幅值和相位构成的三相矢量的不同，进行电压暂降类型的分类，目前，电压暂降类型提取算法的主要问题在于，如果当电压发生较大的相位跳变时，算法的准确率会降低很多，因此仅适用于相位跳变较小的电压暂降，应用范围狭窄；其次，某些算法提取暂降类型所用到的参数和步骤较多，算法不够简练，还可能因某一环节的误判导致后续结果的偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，其中，欧式距离法是衡量向量相似度的一种方法，利用本发明方法，能够合成上万组暂降类型，用于匹配实际暂降，适用范围广；算法原理简单，准确率最高。

本发明采取的技术方案是：

一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，包括以下步骤：

步骤一：获得待提取暂降类型的三相电压向量，即实际暂降向量，表示为：

步骤二：由不同幅值和不同相位的组合构造特征电压V

根据特征电压的幅值范围、相位跳变范围以及二者各自的步长间隔，得到n组由不同幅值和相位组合构成的特征电压V；

步骤三：将步骤二获得的特征电压V代入不同的暂降类型的特征表达式构成合成暂降矩阵，其通式表示为：

式中，i＝1,2,3.....m，m为最终的三相电压总组数；

步骤四：计算实际暂降向量与合成暂降向量之间的欧氏距离，表示为：

确定距离最小对应的合成暂降所匹配的电压暂降类型即为所求。

进一步的，步骤三所述的暂降类型是基于对称分量分类的6种暂降类型，分别为C_a、C_b、C_c、D_a、D_b、D_c，C类暂降为两相电压暂降，D类为单相电压暂降，其表达式分别为：

C_a类的暂降表达式为：

式中F为正负序因子，V为特征电压；

C_b类型的三相电压向量由C_a类的三相电压向量顺时针旋转120度得到，C_c类型的三相电压向量由C_a类的三相电压向量逆时针旋转120度得到，向量乘以旋转因子a即表示向量逆时针旋转120度，向量乘以旋转因子的平方表示向量顺时针旋转120度，其中，旋转因子旋转因子的平方表示为因此C_b、C_c类暂降表达式分别为：

D_a类的暂降表达式为：

同理，而D_b类型的三相电压向量为D_a类的三相电压向量顺时针旋转120度得到，D_c类型的三相电压向量为D_a类的三相电压向量逆时针旋转120度得到，因此D_b、D_c类暂降表达式分别为：

本发明的有益效果：

本发明根据欧氏距离最小判断电压向量相似度，从而提取暂降类型，能够合成上万组暂降类型，用于匹配实际暂降，当待提取的实际暂降类型与某一已知的合成暂降类型的欧氏距离最小时，即提取与实际暂降最接近的合成暂降，该合成暂降的类型即为所求类型，因为合成暂降数量庞大，几乎包含了所有可能发生的暂降，可以提取任一电压暂降类型，因此适用范围广；另外，本算法能有效的克服其他算法因相位跳变过大使得算法准确率大大降低的问题。

附图说明

图1对称分量分类中的6类电压向量图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，包括以下步骤：

(1)获得待提取暂降类型的三相电压向量，即实际暂降向量，表示为：

(2)由不同幅值和不同相位的组合构造特征电压V

根据电压暂降的定义，设置特征电压V的幅值范围为0—1，步长间隔为0.02，那么就有[0，0.02，0.04，0.06，……0.92，0.94，0.96，0.98，1]，共51组；设置特征电压V的相位跳变范围为-80°—40°，步长间隔为2°，同理，得到61组，最终，就得到了51*61＝3111组不同幅值和不同相位组合构成的特征电压矩阵；

(3)将步骤(2)获得的3111组特征电压带入到基于对称分量分类的6种电压暂降类型的特征表达式构成合成暂降矩阵，即3111*6＝18666组三相电压，其中，6种电压暂降类型的特征表达式如式(4)～(9)所示，最终得到的合成暂降矩阵的通式表示为：

式中，i＝1,2,3,.....18666；另外，在上述计算过程中，针对电力系统故障中正负序因子F的值仅由负荷变化引起，电压暂降大多是由故障造成，其值几乎等于1，在该实施例中，设置F＝1；

(4)计算实际暂降向量与合成暂降向量之间的欧氏距离，以第一组为例，其它18665组的形式与之相同，表示为：

提取18666组欧氏距离中的最小值：d_min＝min(d₁,d₂,......d₁₈₆₆₆)，

找到欧氏距离最小对应的合成暂降所匹配的电压暂降类型，即为所求，本实施例中，该实际电压暂降的三相向量与Ca类暂降(见式(4)，其特征电压V的幅值为0.8，相位跳变为-20°)的欧氏距离最小，因而，实际电压暂降即为Ca类。

Claims (2)

1.一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获得待提取暂降类型的三相电压向量，即实际暂降向量，表示为：

步骤二：由不同幅值和不同相位的组合构造特征电压V

根据特征电压的幅值范围、相位跳变范围以及二者各自的步长间隔，得到n组由不同幅值和相位组合构成的特征电压V；

步骤三：将步骤二获得的特征电压V代入不同的暂降类型的特征表达式构成合成暂降矩阵，其通式表示为：

式中，i＝1,2,3.....m，m为最终的三相电压总组数；

步骤四：计算实际暂降向量与合成暂降向量之间的欧氏距离，表示为：

确定距离最小对应的合成暂降所匹配的电压暂降类型即为所求。

2.如权利要求1所述的一种基于欧氏距离法计算电压暂降类型的方法，其特征在于，步骤三所述的暂降类型是基于对称分量分类的6种暂降类型，分别为C_a、C_b、C_c、D_a、D_b、D_c，C类暂降为两相电压暂降，D类为单相电压暂降，其表达式分别为：

C_a类的暂降表达式为：

式中F为正负序因子，V为特征电压；

C_b类型的三相电压向量由C_a类的三相电压向量顺时针旋转120度得到，C_c类型的三相电压向量由C_a类的三相电压向量逆时针旋转120度得到，向量乘以旋转因子a即表示向量逆时针旋转120度，向量乘以旋转因子的平方表示向量顺时针旋转120度，其中，旋转因子旋转因子的平方表示为因此C_b、C_c类暂降表达式分别为：

D_a类的暂降表达式为：

同理，而D_b类型的三相电压向量为D_a类的三相电压向量顺时针旋转120度得到，D_c类型的三相电压向量为D_a类的三相电压向量逆时针旋转120度得到，因此D_b、D_c类暂降表达式分别为：