贯通线故障定位的区间算法研究

论文摘要

铁路电力贯通线路负责为沿线行车信号灯及车站负荷等提供电源,供电可靠性和故障快速排除的要求极高。贯通线是10kV中性点不接地系统,单相接地故障出现几率最高,对于单相接地故障的准确诊断与处理是长期困扰铁路部门的一大难题。本文针对贯通线多分段、多分支的特殊结构特点和对故障处理的快速性要求,提出了一种全新的故障诊断方法——区间定位法。论文首先分析了影响常规定位方法精度的误差因素,并对它们的适应性进行了对比。为了有效处理沿线分支负荷对定位精度的影响,依据集中参数和分布参数两种线路模型,推导了分支负荷折算成线路参数的修正计算公式。采用区间数定量表示难以准确测量的分支负荷阻抗和测量电流误差,依据集中参数和分布参数两种线路模型,运用区间数学及相应的区间搜索算法构造了三种相应的区间定位算法:阻抗区间算法、故障分析区间算法以及分布参数区间算法。为了提高故障分段区间识别的可靠性,采用D-S证据理论进行各区间算法计算结果的融合。根据区间数特性,提出了相离度偏差矩阵、基本可信度分配函数的构造方法。同时,按照局部冲突分配法则建立了证据合成规则。针对边界区间故障难以准确建立定位算法模型的问题,提出了以支持向量机分类方法为手段建立分类模型,采用模式识别方法进行故障分段区间识别的方法。为了进一步提高分类算法的准确性,研究了模糊支持向量机方法,并详细讨论了模糊隶属度的构造方法、数据精简策略以及分类模型的构造。最后,进行了软硬件设计以及现场模拟试验,进一步检验了算法的可行性与适用性。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 故障定位的作用及意义
• 1.2.2 故障定位的新要求
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 人工寻找法
• 1.3.2 远动监控法
• 1.3.3 阻抗法与故障分析法
• 1.3.4 行波法
• 1.3.5 智能化定位方法
• 1.4 论文的主要工作、研究方法以及意义
• 2 故障定位的区间模型
• 2.1 常规定位算法的适应性分析
• 2.1.1 阻抗法误差分析
• 2.1.2 行波法误差分析
• 2.1.3 两种算法的适应性比较
• 2.2 故障的区间定位模型
• 2.2.1 瞬时故障处理方法
• 2.2.2 区间定位策略分析
• 2.2.3 单端区间定位模式
• 2.3 区间模型中分支负荷的处理
• 2.3.1 考虑分支负荷影响的集中参数修正模型
• 2.3.2 考虑分支负荷影响的分布参数修正模型
• 2.4 小结
• 3 区间定位算法
• 3.1 区间数学
• 3.1.1 区间数的基本概念
• 3.1.2 区间运算及代数性质
• 3.2 故障定位的区间算法
• 3.2.1 集中参数模型的区间算法
• 3.2.2 分布参数区间算法
• 3.3 区间搜索算法
• 3.3.1 区间扩展
• 3.3.2 区间运算搜索算法
• 3.4 仿真分析
• 3.5 小结
• 4 多判据信息融合算法
• 4.1 数据融合
• 4.2 证据理论
• 4.2.1 D-S证据理论基础
• 4.2.2 D-S证据理论的基本概念
• 4.3 故障分段区间识别的证据推理模型
• 4.3.1 识别框架的构造
• 4.3.2 基本可信度分配函数的构造
• 4.3.3 证据合成规则
• 4.3.4 判决规则
• 4.4 数值分析
• 4.5 小结
• 5 边界故障识别方法
• 5.1 边界区间故障识别模型
• 5.2 模糊支持向量机分类原理
• 5.2.1 最大间隔分类器
• 5.2.2 软间隔优化
• 5.2.3 模糊支持向量机算法
• 5.3 数据精简
• 5.4 分类模型构造
• 5.4.1 建立训练样本集
• 5.4.2 FSVM学习阶段
• 5.4.3 FSVM输出识别阶段
• 5.4.4 仿真分析
• 5.5 故障处理工作时序
• 5.6 小结
• 6 检测装置设计与现场试验
• 6.1 故障诊断装置
• 6.2 故障诊断的程序设计
• 6.3 模拟试验
• 6.4 小结
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 学位论文数据集