CN116148710A - 一种单相接地故障定位方法及系统 - Google Patents

一种单相接地故障定位方法及系统 Download PDF

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CN116148710A CN202211702689.3A CN202211702689A CN116148710A CN 116148710 A CN116148710 A CN 116148710A CN 202211702689 A CN202211702689 A CN 202211702689A CN 116148710 A CN116148710 A CN 116148710A
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魏国峰
张驰
王惠东
翁健洪
刘康礼
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Sheng Ye Electrical Co ltd
Southeast University
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Sheng Ye Electrical Co ltd
Southeast University
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Abstract

本发明公开了一种单相接地故障定位方法及系统，包括：基于小波奇异性检测原理确定单相接地故障对应的故障发生时间；基于故障发生时间采集电力系统的各个检测点的零序电流波形；基于差异度计算算法以及多个目标检测点的零序电流波形确定单相接地故障对应的故障判定矩阵，故障判定矩阵的元素与每两个零序电流波形之间的累积距离相关联；根据故障判定矩阵确定单相接地故障对应的故障定位区间。可见，实施本发明能够根据电力系统中每两个检测点的零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，降低了单相接地故障定位的成本，同时提高了单相接地故障定位的准确性。

Description

一种单相接地故障定位方法及系统
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种单相接地故障定位方法及系统。
背景技术
单相接地故障是电力系统的常见故障，当电力系统发生单相接地故障时，如果不能及时准确地进行故障定位，将会给电力系统造成严重的损害。目前常见的故障定位方法包括阻抗法和行波法。阻抗法主要利用线路的阻抗与长度成正比的关系，计算故障点的阻抗进而推算出故障点与检测点之间的距离。虽然阻抗法简单易操作，但是容易受到各种因素的影响，例如线路的多分支化、配电网三相不对称以及接地方式的改变，因此阻抗法的定位误差较大。而行波法的原理是当线路发生接地故障时，故障点的电压趋近于零，相当于在短路瞬间施加一个大小相等、相位相反的电压源，该电压源点信号会在输电线路中传播，且传播至故障点和母线侧会发生反射和折射，因此可以利用线路所传播的行波中所包含的故障信息来实现定位。目前行波法包括单端行波测距法和双端行波测距法，单端行波测距法通过计及在故障点和检测点之间往返的时间来定位故障点，双端行波测距法通过计及故障点首次到双端检测点之间的时间来定位故障点。然而，由于行波法中所检测的行波的波头难以识别，在一定程度上降低了行波法的准确性，并且参与测定的母线需要有极强的反射能力，对设备的要求较高，导致行波法的检测成本较高。
可见，提出一种准确且成本较低的单相接地故障定位方法显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种单相接地故障定位方法及系统，能够降低单相接地故障定位的成本，并提高单相接地故障定位的准确性。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种单相接地故障定位方法，所述方法包括：
当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定所述单相接地故障对应的故障发生时间；
基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个所述检测点的零序电流波形包括在所述单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；
基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，所述故障判定矩阵的元素与每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；
根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，包括：
基于差异度计算算法，计算从所有所述检测点中确定出的每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，得到所述单相接地故障对应的累积距离矩阵，作为所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，其中，所述差异度计算算法包括动态时间规整算法，所述累积距离矩阵的元素用于表征每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离；
所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间，包括：
对于所述故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，其中，所述异常相邻元素组合中的两个相邻元素的数值之间发生跃变；
根据每个所述矩阵行中的异常相邻元素组合所在的矩阵列所对应的目标检测点，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述累积距离矩阵为：
Figure BDA0004025058320000021
其中，An用于表示第n个所述目标检测点，DTW(Ai,Aj)用于表示第i个检测点的零序电流波形和第j个检测点的零序电流波形之间的累积距离。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，在所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之前，所述方法还包括：
确定所述故障判定矩阵中每个矩阵行对应的均值，每个所述矩阵行对应的均值包括该矩阵行中所有元素的数值的均值；
根据每个所述矩阵行对应的均值，确定该矩阵行中每个元素的占比权重，其中，每个所述矩阵行中每个元素的占比权重包括该元素的数值与该矩阵行对应的均值之比；
根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵；
其中，第i个所述矩阵行对应的均值为：
Figure BDA0004025058320000031
所述矩阵行中每个元素的占比权重为：
Figure BDA0004025058320000032
第一次更新后的所述故障判定矩阵为：
Figure BDA0004025058320000033
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，在所述根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵后，所述方法还包括：
将所述故障判定矩阵中每个元素的数值与预先设定的跃变阈值进行对比，得到所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果；
根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵；
其中，所述根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵，包括：
对于所述故障判定矩阵中的每个元素，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值大于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第一表征值，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值小于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第二表征值。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述方法还包括：
根据每个所述检测点的零序电流波形在所述故障发生时间的波形突变方向，从所有所述检测点中确定波形突变方向异常的异常检测点，所述异常检测点包括相应的波形突变方向与其上游相邻检测点的波形突变方向相反的检测点；
将所述异常检测点与其上游相邻检测点之间的区间确定为初选故障定位区间；
以及，在所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之后，所述方法还包括：
判断所述初选故障定位区间与所述故障定位区间是否相匹配；
当判断出所述初选故障定位区间与所述故障定位区间相匹配时，将所述初选故障定位区间或所述故障定位区间确定为所述单相接地故障的目标故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，在所述基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵之前，所述方法还包括：
将所有所述检测点确定为目标检测点；或者，
将所述初选故障定位区间所在线路中的所有所述检测点确定为目标检测点；或者，
从所述初选故障定位区间中确定一个或多个新的检测点，并将所述初选故障定位区间的端点以及所有所述新的检测点确定为目标检测点。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，在所述基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形之前，所述方法还包括：
基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各条检测线路中首尾两个初始检测点的零序电流波形；
根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路，并触发执行所述的基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形的操作；
其中，所述基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，包括：
基于所述故障发生时间，采集所述故障线路中所有检测点的零序电流波形。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路，包括：
对于每条所述检测线路，判断该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向是否相同；
对于每条所述检测线路，当判断出该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向不相同时，将该检测线路确定为故障线路。
本发明第二方面公开了一种单相接地故障定位系统，所述系统包括：
小波奇异性检测单元，用于当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定所述单相接地故障对应的故障发生时间；
零序电流检测单元，用于基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个所述检测点的零序电流波形包括在所述单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；
差异度比较单元，用于基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，所述故障判定矩阵的元素与每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；
所述差异度比较单元，还根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述差异度比较单元基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵的具体方式，包括：
基于差异度计算算法，计算从所有所述检测点中确定出的每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，得到所述单相接地故障对应的累积距离矩阵，作为所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，其中，所述差异度计算算法包括动态时间规整算法，所述累积距离矩阵的元素用于表征每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离；
所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间，包括：
对于所述故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，其中，所述异常相邻元素组合中的两个相邻元素的数值之间发生跃变；
根据每个所述矩阵行中的异常相邻元素组合所在的矩阵列所对应的目标检测点，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述累积距离矩阵为：
Figure BDA0004025058320000061
其中，An用于表示第n个所述目标检测点，DTW(Ai,Aj)用于表示第i个检测点的零序电流波形和第j个检测点的零序电流波形之间的累积距离。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述差异度比较单元，还用于在根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之前，确定所述故障判定矩阵中每个矩阵行对应的均值，每个所述矩阵行对应的均值包括该矩阵行中所有元素的数值的均值；
所述差异度比较单元，还用于根据每个所述矩阵行对应的均值，确定该矩阵行中每个元素的占比权重，其中，每个所述矩阵行中每个元素的占比权重包括该元素的数值与该矩阵行对应的均值之比；
所述差异度比较单元，还用于根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵；
其中，第i个所述矩阵行对应的均值为：
Figure BDA0004025058320000062
所述矩阵行中每个元素的占比权重为：
Figure BDA0004025058320000063
第一次更新后的所述故障判定矩阵为：
Figure BDA0004025058320000064
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述差异度比较单元，还用于在根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵后，将所述故障判定矩阵中每个元素的数值与预先设定的跃变阈值进行对比，得到所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果；
所述差异度比较单元，还用于根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵；
其中，所述差异度比较单元根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵的具体方式，包括：
对于所述故障判定矩阵中的每个元素，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值大于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第一表征值，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值小于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第二表征值。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述系统还包括：
第一暂态突变量比较单元，用于根据每个所述检测点的零序电流波形在所述故障发生时间的波形突变方向，从所有所述检测点中确定波形突变方向异常的异常检测点，所述异常检测点包括相应的波形突变方向与其上游相邻检测点的波形突变方向相反的检测点；
所述第一暂态突变量比较单元，还用于将所述异常检测点与其上游相邻检测点之间的区间确定为初选故障定位区间；
故障定位单元，用于在所述差异度比较单元根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之后，判断所述初选故障定位区间与所述故障定位区间是否相匹配；当判断出所述初选故障定位区间与所述故障定位区间相匹配时，将所述初选故障定位区间或所述故障定位区间确定为所述单相接地故障的目标故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述系统还包括：
检测点筛选单元，用于在所述差异度比较单元基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵之前，将所有所述检测点确定为目标检测点；或者，将所述初选故障定位区间所在线路中的所有所述检测点确定为目标检测点；或者，从所述初选故障定位区间中确定一个或多个新的检测点，并将所述初选故障定位区间的端点以及所有所述新的检测点确定为目标检测点。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述零序电流检测单元，还用于在基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形之前，基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各条检测线路中首尾两个初始检测点的零序电流波形；
所述系统还包括：
第二暂态突变量比较单元，用于根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路，并触发所述零序电流检测单元执行所述的基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形的操作；
其中，所述零序电流检测单元基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形的具体方式，包括：
基于所述故障发生时间，采集所述故障线路中所有检测点的零序电流波形。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述第二暂态突变量比较单元根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路的具体方式，包括：
对于每条所述检测线路，判断该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向是否相同；
对于每条所述检测线路，当判断出该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向不相同时，将该检测线路确定为故障线路。
本发明第三方面公开了另一种单相接地故障定位系统，所述系统包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的单相接地故障定位方法。
本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的单相接地故障定位方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定单相接地故障对应的故障发生时间；基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个检测点的零序电流波形包括在单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵，故障判定矩阵的元素与每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间。可见，实施本发明能够在单相接地故障发生之后采集多个检测点零序电流波形，并且根据每两个零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，不仅降低了单相接地故障定位的成本，还充分对比了所有检测点的零序电流波形，同时降低了暂态突变量比较方法中高阻态对故障定位的影响，提高了单相接地故障定位的准确性，并且既适用于传统的接地系统，又适用于柔性接地系统，提高了单相接地故障定位方法的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种单相接地故障定位方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种单相接地故障定位方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种仿真模型中故障线路检测点的零序电流波形图；
图4是本发明实施例公开的一种仿真模型中非故障线路检测点的零序电流波形图；
图5是本发明实施例公开的一种单相接地故障定位系统的结构示意图；
图6是本发明实施例公开的另一种单相接地故障定位系统的结构示意图；
图7是本发明实施例公开的又一种单相接地故障定位系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或端固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明公开了一种单相接地故障定位方法及系统，能够在单相接地故障发生之后采集多个检测点零序电流波形，并且根据每两个零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，不仅降低了单相接地故障定位的成本，还充分对比了所有检测点的零序电流波形，同时降低了暂态突变量比较方法中高阻态对故障定位的影响，提高了单相接地故障定位的准确性，并且既适用于传统的接地系统，又适用于柔性接地系统，提高了单相接地故障定位方法的适用性。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种单相接地故障定位方法的流程示意图。其中，图1所描述的单相接地故障定位方法可以应用于检测电力系统中单相接地故障发生的位置，如配电系统、接地系统、变电系统等，本发明实施例不做限定。如图1所示，该单相接地故障定位方法可以包括以下操作：
101、当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定单相接地故障对应的故障发生时间。
小波用于表示能量在时域内非常集中的波，其能量是有限的，且集中在某一点附近，小波由于具有可以在时频域同时局部化的特征，因此它对信号突变点位置的确定是很有效的；而函数在某点具有奇异性是指信号在该点间断或某阶导数不连续。综上所述，小波奇异性检测原理即通过检测信号在某点是否具有奇异性来检测信号中的小波。
作为一种可选的实施方式，基于小波奇异性检测原理，确定单相接地故障对应的故障发生时间，可以包括：
基于小波奇异性检测原理，对采集到的电力系统的检测信号进行分析，得到检测信号中满足预先设定的突变条件的奇异点；
根据奇异点所对应的时间，确定单相接地故障对应的故障发生时间。
在该可选的实施方式中，奇异点所对应的时间为一个时刻；而故障发生时间可以为一个时刻，如：奇异点所对应的时刻，也可以为一段时长，如：奇异点对应小波的半波长或全波长，本发明实施例不做限定。
可见，实施该可选的实施方式能够确定检测信号中的奇异点，进而确定单相接地故障对应的故障发生时间，从而提高了故障发生时间确定的准确性和可靠性。
102、基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形。
本发明实施例中，可选的，每个检测点的零序电流波形可以包括在单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；进一步可选的，每个检测点的零序电流波形可以包括在单相接地故障发生之后第一预设时长内的电流波形，可选的，该第一预设时长可以为故障发生周期；又进一步可选的，每个检测点的零序电流波形还可以包括在单相接地故障发生之前第二预设时长内的电流波形，这样能够更加全面地观察到每个检测点的电流波形的变化情况。
103、基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵。
本发明实施例中，可选的，故障判定矩阵的元素与每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联，具体的，故障判定矩阵的元素可以为每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，也可以为每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离进行预设变换之后的表征值，如：归一化。
作为一种可选的实施方式，基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵，可以包括：
基于差异度计算算法，计算从所有检测点中确定出的每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，得到单相接地故障对应的累积距离矩阵，作为单相接地故障对应的故障判定矩阵，其中，累积距离矩阵的元素用于表征每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离。
可见，实施该可选的实施方式能够将累积距离矩阵作为故障判定矩阵，提高了确定出的故障判定矩阵与原始数据的关联程度，进而提高了故障判定矩阵的直观性。
在该可选的实施方式中，可选的，累积距离矩阵可以为：
Figure BDA0004025058320000111
其中，An用于表示第n个目标检测点，DTW(Ai,Aj)用于表示第i个检测点的零序电流波形和第j个检测点的零序电流波形之间的累积距离。
可选的，累计距离矩阵L的特征可以包括：(1)对角线元素为0；DTW(Ai,Ai)＝0；(2)DTW(Ai,Aj)＝DTW(Aj,Ai)；(3)元素的数值越大，两个零序电流波形之间的累积距离越大，两个零序电流波形之间的差异越大。
可见，这样能够按照检测点的顺序布局累积距离矩阵，有利于直观地展示不同检测点的上下游关系，进而有利于提高单相接地故障定位的便捷性和准确性。
其中，差异度计算算法可以用于检测任意两个序列之间的相似程度，在本发明实施例中，差异度计算算法可以用于检测任意两个零序电流波形之间的相似程度，该差异度计算算法可以包括动态时间规整算法、欧几里得距离计算算法等，本发明实施例不做限定。
当差异度计算算法为动态时间规整算法时，任意两个零序电流波形之间的累积距离可以通过以下方式进行计算：
以零序电流波形M和零序电流波形N为例，从零序电流波形M采样m个电流值M(1),M(1),...,M(m)，从零序电流波形N采样n个电流值N(1),N(1),...,N(n)；需要说明的是，本发明实施例中，计算任意两个检测点的零序电流波形之间的累积距离时，每个检测点的零序电流波形中的采样点数量可以相同，也可以不相同，但是，为了对所有累积距离进行统一度量和对比，优选的，每个检测点的零序电流波形中的采样点数量相同，因此，此处设定m＝n；
计算零序电流波形M中所采样的任意电流值和零序电流波形N中所采样的任意电流值之间的差值对应的正值表征值，如绝对值、欧式距离等，此处采用绝对值，得到两个零序电流波形之间的差异度矩阵：
Figure BDA0004025058320000121
在差异度矩阵中确定从|M(1)-N(1)|通往|M(m)-N(n)|的至少一条连续单调路径W，其中：
W＝w1,w2,...,wk,...,wK，max(m,n)≤K＜m+n-1；
w1＝|M(1)-N(1)|，wK＝|M(m)-N(n)|；
并且，若wk-1＝(a′,b′)，则该连续单调路径W的下一个点wk-1＝(a,b)需要满足：
0≤(a-a′)≤1，0≤(b-b′)≤1；
从所有连续单调路径W确定规整代价最小的路径：
Figure BDA0004025058320000131
其中，DTW(M,N)即为零序电流波形M和零序电流波形N之间的累积距离。
可见，通过动态时间规整算法能够减少由于高阻态、设备运放等因素而导致不同零序电流波形的时序不一致进而导致无法将不同零序电流波形进行差异度或相似度分析的情况发生，并且降低了初相角和过渡电阻的影响，提高了确定两个零序电流波形之间的累积距离的准确性和可靠性。
104、根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间。
作为一种可选的实施方式，根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间，可以包括：
对于故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，其中，异常相邻元素组合中的两个相邻元素的数值之间发生跃变；
根据每个矩阵行中的异常相邻元素组合所在的矩阵列所对应的目标检测点，确定单相接地故障对应的故障定位区间。
以下述的故障判定矩阵L为例，矩阵行1、2、3、4和矩阵列1、2、3、4分别对应检测点s1、s2、s2、s4：
Figure BDA0004025058320000132
观察故障判定矩阵L发现，每行的第三个元素都会向第四个元素发生跃变：s1所在的行由3.86850向5213.50发生跃变，s2所在的行由0.51500向508700发生跃变，s3所在的行由0向5055.20发生跃变，s4所在的行由5055.20向0发生跃变。综合上述分析，可以确定单相接地故障对应的故障定位区间为检测点s3与检测点s4之间的区间。
可见，实施该可选的实施方式通过判断每个矩阵行中的相邻元素是否发生跃变来确定单相接地故障的故障定位区间，能够根据零序电流波形中的信号异常来确定故障位置，进一步提高了单相接地故障定位的准确性和可靠性。
可见，实施本发明实施例通过在单相接地故障发生之后采集多个检测点零序电流波形，并且根据每两个零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，不仅降低了单相接地故障定位的成本，还充分对比了所有检测点的零序电流波形，同时降低了暂态突变量比较方法中高阻态对故障定位的影响，提高了单相接地故障定位的准确性，并且既适用于传统的接地系统，又适用于柔性接地系统，提高了单相接地故障定位方法的适用性。
在一个可选的实施例中，在根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间之前，该方法还可以包括：
确定故障判定矩阵中每个矩阵行对应的均值，每个矩阵行对应的均值包括该矩阵行中所有元素的数值的均值；
根据每个矩阵行对应的均值，确定该矩阵行中每个元素的占比权重，其中，每个矩阵行中每个元素的占比权重包括该元素的数值与该矩阵行对应的均值之比；
根据每个矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新故障判定矩阵；
在该可选的实施例中，可选的，第i个矩阵行对应的均值可以为：
Figure BDA0004025058320000141
矩阵行中每个元素的占比权重为：
Figure BDA0004025058320000142
第一次更新后的故障判定矩阵为：
Figure BDA0004025058320000143
可见，实施该可选的实施例能够将故障判定矩阵中每个元素在其所在的矩阵行中的占比权重来替代该元素，从而有利于实现对所有矩阵行的统一度量，进而提高累积距离对比的准确性和直观性，进而有利于进一步提高单相接地故障定位的准确性和便捷性。
在该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，在根据每个矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新故障判定矩阵后，该方法还可以包括：
将故障判定矩阵中每个元素的数值与预先设定的跃变阈值进行对比，得到故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果；
根据故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新故障判定矩阵；
可选的，根据故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新故障判定矩阵，可以包括：
对于故障判定矩阵中的每个元素，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值大于跃变阈值时，将该元素的数值更改为第一表征值，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值小于跃变阈值时，将该元素的数值更改为第二表征值。
举例来说，可以设定跃变阈值为0.5，第一表征值为1，第二表征值为-1，若J(Ai,Aj)值大于0.5，则将该值修改为1，若J(Ai,Aj)值小于0.5，则将该值修改为-1。
可见，实施该可选的实施方式能够采用一个阶跃函数对故障判定矩阵进行赋值，从而进一步简化了故障判定矩阵，降低了故障判定矩阵中数值的复杂度，进一步提高累积距离对比的直观性，进而有利于进一步提高单相接地故障定位的准确性和便捷性。
在该可选的实施方式中，可选的，对于故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，可以包括：
对应故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中与其在前相邻元素不相同的异常相邻元素，并将该异常相邻元素与其在前相邻元素确定为异常相邻元素组合。
以上述的故障判定矩阵L演变得到的故障判定矩阵J为例：
Figure BDA0004025058320000151
观察故障判定矩阵J发现，每行的第三个元素都会向第四个元素发生跃变：s1所在的行由-1向1发生跃变，s2所在的行由-1向1发生跃变，s3所在的行由0向1发生跃变，s4所在的行由1向0发生跃变。综合上述分析，可以确定单相接地故障对应的故障定位区间为检测点s3与检测点s4之间的区间。
可见，实施该可选的实施方式能够直接比较相邻元素值是否发生变化来确定异常相邻元素组合，简化了单相接地故障定位的方式。
在另一个可选的实施例中，在基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形之前，该方法还可以包括：
基于故障发生时间，采集电力系统的各条检测线路中首尾两个初始检测点的零序电流波形；
根据每条检测线路中两个初始检测点的零序电流波形，从所有检测线路中确定故障线路，并触发执行上述的基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形的操作；
其中，基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形，可以包括：
基于故障发生时间，采集故障线路中所有检测点的零序电流波形。
可见，实施该可选的实施例能够采集所有检测点的零序电流波形之前，通过比较每条线路的首尾检测点的异同来确定故障线路，并且后续只需采集故障线路的检测点的零序电流波形，减少了电流数据采集和分析的工作量，提高了单相接地故障定位的效率。
在该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，根据每条检测线路中两个初始检测点的零序电流波形，从所有检测线路中确定故障线路，可以包括：
对于每条检测线路，判断该检测线路中两个初始检测点的零序电流波形的波形突变方向是否相同；
对于每条检测线路，当判断出该检测线路中两个初始检测点的零序电流波形的波形突变方向不相同时，将该检测线路确定为故障线路。
可见，实施该可选的实施方式能够通过根据每条线路的首尾检测点的零序电流波形的波形突变方向的异同来确定故障线路，提高了故障线路确定的准确性和可靠性。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种单相接地故障定位方法的流程示意图。其中，图2所描述的单相接地故障定位方法可以应用于检测电力系统中单相接地故障发生的位置，如配电系统、接地系统、变电系统等，本发明实施例不做限定。如图2所示，该单相接地故障定位方法可以包括以下操作：
201、当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定单相接地故障对应的故障发生时间。
202、基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形。
203、根据每个检测点的零序电流波形在故障发生时间的波形突变方向，从所有检测点中确定波形突变方向异常的异常检测点。
本发明实施例中，可选的，异常检测点可以包括相应的波形突变方向与其上游相邻检测点的波形突变方向相反的检测点。
以搭建的仿真模型为例，L1-L2为具体馈线，其中L1设置为架空线路，长度为25km，其中每隔5km设置一个检测点用于观测零序电流，分别记为s1,s2,s3,s4；L2为电缆线路，长度为15km，其中每隔5km设置一个检测点用于观测零序电流，分别记为s5,s6，设置单相接地故障为A相接地，且故障发生在线路L1上，故障发生时间设置为0.05s，0.2s接入接地补偿装置。在单项接地故障发生之后，采集s1,s2,s3,s4,s5,s6的零序电流波形，采集结果如图3所示和图4所示。
从图3中可以看出，在发生单相接地故障之后，故障线路L1的检测点s1,s2,s3处测得的零序电流波形的初始方向都是向下的正弦波，且波形没有任何的畸变；而故障线路的检测点s4处测得的零序电流波形的初始方向是向上的正弦波，波形稍有畸变，并且在故障发生的瞬间出现了跃变。
从图4中可以看出，在发生单相接地故障之后，非故障线路L2的检测点s5,s6处测得的零序电流波形的初始方向都是向上的正弦波，波形稍有畸变，并且在故障发生的瞬间出现了跃变
综合上述分析，检测点s1,s2,s3的零序电流波形的波形突变方向一致，检测点s4的零序电流波形方向开始发生突变，这说明了线路L1为故障线路，且故障区间可以初步判定为在检测点s3和检测点s4之间；线路L2检测点s5、s6测得的零序电流方向与检测点s4测得的零序电流方向一致，这说明了线路L2为非故障线路。这与仿真设计的故障线路和故障区间相一致，可以初步选出故障区间在检测点s3和检测点s4之间。
204、将异常检测点与其上游相邻检测点之间的区间确定为初选故障定位区间。
205、基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵。
206、根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间。
207、判断初选故障定位区间与故障定位区间是否相匹配。
208、当判断出初选故障定位区间与故障定位区间相匹配时，将初选故障定位区间或故障定位区间确定为单相接地故障的目标故障定位区间。
本发明实施例中，针对步骤201、步骤202、步骤205、步骤206的其他描述，请参照实施例一中针对步骤101-步骤104的详细描述，本发明实施例不再赘述。
需要说明的是，在其他实施例中，步骤203-步骤204与步骤205-步骤206没有先后关系，可以先执行步骤203-步骤204，也可以先执行步骤205-步骤206，还可以同时执行步骤203-步骤204、步骤205-步骤206。
可见，实施本发明实施例能够在单相接地故障发生之后采集多个检测点零序电流波形，并且根据每两个零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，不仅降低了单相接地故障定位的成本，还充分对比了所有检测点的零序电流波形，同时降低了暂态突变量比较方法中高阻态对故障定位的影响，提高了单相接地故障定位的准确性，并且既适用于传统的接地系统，又适用于柔性接地系统，提高了单相接地故障定位方法的适用性，此外，通过先确定波形突变方向异常的异常检测点来确定初选故障定位区间，再进一步将初选故障定位区间与故障定位区间进行对比，从而将通过两种方法确定出的初选故障定位区间和故障定位区间相互进行验证，以便对两种方法各自的缺点进行弥补，例如：通过波形突变方向异常来确定故障定位区间依赖于零序电流的大小以及方向，如果出现高阻接地的情况，故障电流较小且波形较平缓，将导致无法定位故障，可见，这样能够进一步提高单相接地故障定位的准确性和可靠性，还能够提高单相接地故障定位方式的多样性和灵活性。
在一个可选的实施例中，在基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵之前，该方法还可以包括：
将所有检测点确定为目标检测点；或者，
将初选故障定位区间所在线路中的所有检测点确定为目标检测点；或者，
从初选故障定位区间中确定一个或多个新的检测点，并将初选故障定位区间的端点以及所有新的检测点确定为目标检测点。
可见，实施该可选的实施例能够沿用确定初选故障定位区间时所使用的检测点来进行零序电流波形的累积距离对比，以将通过两种方法确定出的初选故障定位区间和故障定位区间相互进行验证，还能够将初选故障定位区间所在线路中的检测点或者故障定位区间中的检测点确定为目标检测点，既可以减少累积距离对比的工作量，又可以缩小故障定位的范围，进一步提高单相接地故障定位的精准性。
在另一个可选的实施例中，目标故障定位区间的两个端点包括故障检测点和非故障检测点，非故障检测点为该故障检测点的上游相邻检测点；
该方法还可以包括：
根据故障检测点以及定位辅助检测点的零序电流波形，确定故障检测点以及定位辅助检测点的零序电流峰值，其中，定位辅助检测点包括故障检测点的上游检测点，优选的，定位辅助检测点可以包括非故障检测点以及非故障检测点的至少一个上游检测点；
根据故障检测点以及定位辅助检测点的零序电流峰值，在目标故障定位区间中确定单相接地故障的故障发生位置。
通过观测图3可以发现，检测点s1测得的零序电流峰值在31A左右，检测点s2测得的零序电流峰值在33A左右，检测点s3测得的零序电流峰值在37A左右，这说明了在故障线路的故障检测点上游，越靠近的故障检测点的检测点处的零序电流值越大，越靠近母线的检测点处的零序电流越小。因此，可以根据故障检测点的上游检测点的零序电流峰值来确定故障发生位置。
此外，通过观测图4可以发现，检测点s5测得零序电流，突变峰值在4A左右，稳定峰值在0.5A左右；检测点s6测得零序电流，突变峰值在2A左右，稳定峰值在0.1A左右，这说明了在非故障线路的故障检测点上游，越靠近母线的检测点处的零序电流值越大；越远离母线的检测点处的零序电流越小。因此，在确定故障发生位置时，故障检测点的上游检测点也可以为非故障线路中的故障检测点的上游检测点。
可见，实施该可选的实施例能够根据故障定位区间附近的检测点的零序电流峰值来进一步在故障定位区间中确定故障发生位置，能够进一步提高单相接地故障定位的精准性。
实施例三
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的一种单相接地故障定位系统的结构示意图。其中，图5所描述的单相接地故障定位系统可以应用于检测电力系统中单相接地故障发生的位置，如配电系统、接地系统、变电系统等，本发明实施例不做限定。如图5所示，该单相接地故障定位系统可以包括：
小波奇异性检测单元301，用于当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定单相接地故障对应的故障发生时间；
零序电流检测单元302，用于基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个检测点的零序电流波形包括在单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；
差异度比较单元303，用于基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵，故障判定矩阵的元素与每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；
差异度比较单元303，还根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间。
可见，实施图5所描述的系统能够在单相接地故障发生之后采集多个检测点零序电流波形，并且根据每两个零序电流波形之间的累积距离，也即每两个零序电流波形之间的差异度组合成的故障判定矩阵来确定单相接地故障对应的故障定位区间，不仅降低了单相接地故障定位的成本，还充分对比了所有检测点的零序电流波形，同时降低了暂态突变量比较方法中高阻态对故障定位的影响，提高了单相接地故障定位的准确性，并且既适用于传统的接地系统，又适用于柔性接地系统，提高了单相接地故障定位方法的适用性。
在一个可选的实施例中，如图5所示，差异度比较单元303基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵的具体方式，可以包括：
基于差异度计算算法，计算从所有检测点中确定出的每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，得到单相接地故障对应的累积距离矩阵，作为单相接地故障对应的故障判定矩阵，其中，差异度计算算法可以包括动态时间规整算法，累积距离矩阵的元素用于表征每两个目标检测点的零序电流波形之间的累积距离；
根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间，可以包括：
对于故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，其中，异常相邻元素组合中的两个相邻元素的数值之间发生跃变；
根据每个矩阵行中的异常相邻元素组合所在的矩阵列所对应的目标检测点，确定单相接地故障对应的故障定位区间。
可见，实施图5所描述的系统还能够将累积距离矩阵作为故障判定矩阵，提高了确定出的故障判定矩阵与原始数据的关联程度，进而提高了故障判定矩阵的直观性，此外，通过判断每个矩阵行中的相邻元素是否发生跃变来确定单相接地故障的故障定位区间，能够根据零序电流波形中的信号异常来确定故障位置，进一步提高了单相接地故障定位的准确性和可靠性。
在另一个可选的实施例中，如图5所示，累积距离矩阵可以为：
Figure BDA0004025058320000211
其中，An用于表示第n个目标检测点，DTW(Ai,Aj)用于表示第i个检测点的零序电流波形和第j个检测点的零序电流波形之间的累积距离。
可见，实施图5所描述的系统能够按照检测点的顺序布局累积距离矩阵，有利于直观地展示不同检测点的上下游关系，进而有利于提高单相接地故障定位的便捷性和准确性。
在又一个可选的实施例中，如图5所示，差异度比较单元303，还用于在根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间之前，确定故障判定矩阵中每个矩阵行对应的均值，每个矩阵行对应的均值包括该矩阵行中所有元素的数值的均值；
差异度比较单元303，还用于根据每个矩阵行对应的均值，确定该矩阵行中每个元素的占比权重，其中，每个矩阵行中每个元素的占比权重可以包括该元素的数值与该矩阵行对应的均值之比；
差异度比较单元303，还用于根据每个矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新故障判定矩阵；
可选的，第i个矩阵行对应的均值为：
Figure BDA0004025058320000212
矩阵行中每个元素的占比权重为：
Figure BDA0004025058320000213
第一次更新后的故障判定矩阵为：
Figure BDA0004025058320000214
可见，实施图5所描述的系统还能够将故障判定矩阵中每个元素在其所在的矩阵行中的占比权重来替代该元素，从而有利于实现对所有矩阵行的统一度量，进而提高累积距离对比的准确性和直观性，进而有利于进一步提高单相接地故障定位的准确性和便捷性。
在又一个可选的实施例中，如图5所示，差异度比较单元303，还用于在根据每个矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新故障判定矩阵后，将故障判定矩阵中每个元素的数值与预先设定的跃变阈值进行对比，得到故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果；
差异度比较单元303，还用于根据故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新故障判定矩阵；
可选的，差异度比较单元303根据故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新故障判定矩阵的具体方式，可以包括：
对于故障判定矩阵中的每个元素，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值大于跃变阈值时，将该元素的数值更改为第一表征值，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值小于跃变阈值时，将该元素的数值更改为第二表征值。
可见，实施图5所描述的系统还能够采用一个阶跃函数对故障判定矩阵进行赋值，从而进一步简化了故障判定矩阵，降低了故障判定矩阵中数值的复杂度，进一步提高累积距离对比的直观性，进而有利于进一步提高单相接地故障定位的准确性和便捷性。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，该系统还可以包括：
第一暂态突变量比较单元304，用于根据每个检测点的零序电流波形在故障发生时间的波形突变方向，从所有检测点中确定波形突变方向异常的异常检测点，异常检测点包括相应的波形突变方向与其上游相邻检测点的波形突变方向相反的检测点；
第一暂态突变量比较单元304，还用于将异常检测点与其上游相邻检测点之间的区间确定为初选故障定位区间；
故障定位单元305，用于在差异度比较单元303根据故障判定矩阵，确定单相接地故障对应的故障定位区间之后，判断初选故障定位区间与故障定位区间是否相匹配；当判断出初选故障定位区间与故障定位区间相匹配时，将初选故障定位区间或故障定位区间确定为单相接地故障的目标故障定位区间。
可见，实施图6所描述的系统还能够先确定波形突变方向异常的异常检测点来确定初选故障定位区间，再进一步将初选故障定位区间与故障定位区间进行对比，从而将通过两种方法确定出的初选故障定位区间和故障定位区间相互进行验证，以便对两种方法各自的缺点进行弥补，例如：通过波形突变方向异常来确定故障定位区间依赖于零序电流的大小以及方向，如果出现高阻接地的情况，故障电流较小且波形较平缓，将导致无法定位故障，可见，这样能够进一步提高单相接地故障定位的准确性和可靠性，还能够提高单相接地故障定位方式的多样性和灵活性。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，该系统还可以包括：
检测点筛选单元306，用于在差异度比较单元303基于差异度计算算法以及从所有检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定单相接地故障对应的故障判定矩阵之前，将所有检测点确定为目标检测点；或者，将初选故障定位区间所在线路中的所有检测点确定为目标检测点；或者，从初选故障定位区间中确定一个或多个新的检测点，并将初选故障定位区间的端点以及所有新的检测点确定为目标检测点。
可见，实施图6所描述的系统能够沿用确定初选故障定位区间时所使用的检测点来进行零序电流波形的累积距离对比，以将通过两种方法确定出的初选故障定位区间和故障定位区间相互进行验证，还能够将初选故障定位区间所在线路中的检测点或者故障定位区间中的检测点确定为目标检测点，既可以减少累积距离对比的工作量，又可以缩小故障定位的范围，进一步提高单相接地故障定位的精准性。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，零序电流检测单元302，还用于在基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形之前，基于故障发生时间，采集电力系统的各条检测线路中首尾两个初始检测点的零序电流波形；
该系统还可以包括：
第二暂态突变量比较单元307，用于根据每条检测线路中两个初始检测点的零序电流波形，从所有检测线路中确定故障线路，并触发零序电流检测单元302执行上述的基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形的操作；
可选的，零序电流检测单元302基于故障发生时间，采集电力系统的各个检测点的零序电流波形的具体方式，可以包括：
基于故障发生时间，采集故障线路中所有检测点的零序电流波形。
可见，实施图6所描述的系统还能够采集所有检测点的零序电流波形之前，通过比较每条线路的首尾检测点的异同来确定故障线路，并且后续只需采集故障线路的检测点的零序电流波形，减少了电流数据采集和分析的工作量，提高了单相接地故障定位的效率。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，第二暂态突变量比较单元307根据每条检测线路中两个初始检测点的零序电流波形，从所有检测线路中确定故障线路的具体方式，可以包括：
对于每条检测线路，判断该检测线路中两个初始检测点的零序电流波形的波形突变方向是否相同；
对于每条检测线路，当判断出该检测线路中两个初始检测点的零序电流波形的波形突变方向不相同时，将该检测线路确定为故障线路。
可见，实施图6所描述的系统还能够通过根据每条线路的首尾检测点的零序电流波形的波形突变方向的异同来确定故障线路，提高了故障线路确定的准确性和可靠性。
实施例四
请参阅图7，图7是本发明实施例公开的又一种单相接地故障定位系统的结构示意图。如图7所示，该单相接地故障定位系统可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器401；
与存储器401耦合的处理器402；
处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行本发明实施例一或本发明实施例二所描述的单相接地故障定位方法中的步骤。
实施例五
本发明实施例公开了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例一或本发明实施例二所描述的单相接地故障定位方法中的步骤。
实施例六
本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二中所描述的单相接地故障定位方法中的步骤。
以上所描述的系统实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种单相接地故障定位方法及系统所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单相接地故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：
当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定所述单相接地故障对应的故障发生时间；
基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个所述检测点的零序电流波形包括在所述单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；
基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，所述故障判定矩阵的元素与每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；
根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
2.根据权利要求1所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，所述基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，包括：
基于差异度计算算法，计算从所有所述检测点中确定出的每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离，得到所述单相接地故障对应的累积距离矩阵，作为所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，其中，所述差异度计算算法包括动态时间规整算法，所述累积距离矩阵的元素用于表征每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离；
所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间，包括：
对于所述故障判定矩阵的每个矩阵行，确定该矩阵行的所有元素中的异常相邻元素组合，其中，所述异常相邻元素组合中的两个相邻元素的数值之间发生跃变；
根据每个所述矩阵行中的异常相邻元素组合所在的矩阵列所对应的目标检测点，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
3.根据权利要求2所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，所述累积距离矩阵为：
Figure FDA0004025058310000021
其中，An用于表示第n个所述目标检测点，DTW(Ai,Aj)用于表示第i个检测点的零序电流波形和第j个检测点的零序电流波形之间的累积距离。
4.根据权利要求3所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，在所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之前，所述方法还包括：
确定所述故障判定矩阵中每个矩阵行对应的均值，每个所述矩阵行对应的均值包括该矩阵行中所有元素的数值的均值；
根据每个所述矩阵行对应的均值，确定该矩阵行中每个元素的占比权重，其中，每个所述矩阵行中每个元素的占比权重包括该元素的数值与该矩阵行对应的均值之比；
根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵；
其中，第i个所述矩阵行对应的均值为：
Figure FDA0004025058310000022
所述矩阵行中每个元素的占比权重为：
Figure FDA0004025058310000023
第一次更新后的所述故障判定矩阵为：
Figure FDA0004025058310000024
5.根据权利要求4所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，在所述根据每个所述矩阵行中每个元素的占比权重，初次更新所述故障判定矩阵后，所述方法还包括：
将所述故障判定矩阵中每个元素的数值与预先设定的跃变阈值进行对比，得到所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果；
根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵；
其中，所述根据所述故障判定矩阵中每个元素对应的对比结果，二次更新所述故障判定矩阵，包括：
对于所述故障判定矩阵中的每个元素，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值大于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第一表征值，当该元素对应的对比结果表示该元素的数值小于所述跃变阈值时，将该元素的数值更改为第二表征值。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据每个所述检测点的零序电流波形在所述故障发生时间的波形突变方向，从所有所述检测点中确定波形突变方向异常的异常检测点，所述异常检测点包括相应的波形突变方向与其上游相邻检测点的波形突变方向相反的检测点；
将所述异常检测点与其上游相邻检测点之间的区间确定为初选故障定位区间；
以及，在所述根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间之后，所述方法还包括：
判断所述初选故障定位区间与所述故障定位区间是否相匹配；
当判断出所述初选故障定位区间与所述故障定位区间相匹配时，将所述初选故障定位区间或所述故障定位区间确定为所述单相接地故障的目标故障定位区间。
7.根据权利要求6所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，在所述基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵之前，所述方法还包括：
将所有所述检测点确定为目标检测点；或者，
将所述初选故障定位区间所在线路中的所有所述检测点确定为目标检测点；或者，
从所述初选故障定位区间中确定一个或多个新的检测点，并将所述初选故障定位区间的端点以及所有所述新的检测点确定为目标检测点。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、7中任一项所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，在所述基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形之前，所述方法还包括：
基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各条检测线路中首尾两个初始检测点的零序电流波形；
根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路，并触发执行所述的基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形的操作；
其中，所述基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，包括：
基于所述故障发生时间，采集所述故障线路中所有检测点的零序电流波形。
9.根据权利要求8所述的单相接地故障定位方法，其特征在于，所述根据每条所述检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形，从所有所述检测线路中确定故障线路，包括：
对于每条所述检测线路，判断该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向是否相同；
对于每条所述检测线路，当判断出该检测线路中两个所述初始检测点的零序电流波形的波形突变方向不相同时，将该检测线路确定为故障线路。
10.一种单相接地故障定位系统，其特征在于，所述系统包括：
小波奇异性检测单元，用于当电力系统发生单相接地故障之后，基于小波奇异性检测原理，确定所述单相接地故障对应的故障发生时间；
零序电流检测单元，用于基于所述故障发生时间，采集所述电力系统的各个检测点的零序电流波形，每个所述检测点的零序电流波形包括在所述单相接地故障发生之后该检测点的电流波形；
差异度比较单元，用于基于差异度计算算法以及从所有所述检测点中确定出的多个目标检测点的零序电流波形，确定所述单相接地故障对应的故障判定矩阵，所述故障判定矩阵的元素与每两个所述目标检测点的零序电流波形之间的累积距离相关联；
所述差异度比较单元，还根据所述故障判定矩阵，确定所述单相接地故障对应的故障定位区间。
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