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【精彩论文】基于改进LMD和能量相对熵的主动配电网故障定位方法
观点凝练
摘要：针对配电网发生单相接地故障且分布式电源（distributed generations, DGs）大量接入后，配电网结构和运行方式复杂多变、故障后电气量不明显、故障特征弱等特点，提出一种基于改进局部均值分解（improved local mean decomposition, ILMD）和能量相对熵的主动配电网故障定位方法。首先，利用镜像延拓将信号在两端延拓，消除LMD存在的端点效应，同时，在信号中加入自适应噪声，克服LMD存在的模态混叠问题，对各区段暂态零序电流进行ILMD分解；然后对分解后所有乘积函数（product function, PF）的能量相对熵进行计算，所有PF分量的相对能量熵之和即为区段间的相对能量熵，通过所设置的定位判据，对故障区段进行判断。仿真结果表明，所提算法在10 kV小电流接地系统和改进的IEEE33节点系统中，在不同的仿真条件下故障定位结果准确率高，验证了所提方法的准确性。
结论：本文提出一种基于改进LMD和能量相对熵的主动配电网故障区段定位方法，并将该方法运用在含DGs的配电网模型中，通过大量仿真分析，可以得出如下结论。
（1）采用改进的LMD算法对暂态零序电流进行分解，改善了原始LMD分解中的端点效应和模态混叠的问题，使分解效果更加明显，有利于故障特征提取。
（2）在含DGs的配电网仿真模型中，当某一区段发生单相接地故障时，故障区段与正常区段的暂态零序电流差异较大，极性相反，因此本文利用这一特点，对ILMD分解后的暂态零序电流信号求能量相对熵，通过故障区段与正常区段的熵值相差较大，再根据设置的判据对故障区段进行定位。通过大量仿真得出本文算法在不同的仿真条件以及不同DGs渗透率下定位准确率高。
（3）本文在计算过程中只需要检测暂态零序电流的信息，不需要测量电压信息，定位简单准确。对信号进行ILMD分解时使用的是区段暂态零序电流，相比于现有文献中使用的区段两端检测点的暂态零序电流，减少了计算次数。
本文为主动配电网故障定位提供了一个新的方法，具有一定的理论基础与应用价值，但是本文方法对于长线路和相间短路的故障定位还存在一定的问题，下一步会对此方法进行改进，以适用于各种情况。
引文信息
徐艳春, 赵彩彩, 孙思涵, 等. 基于改进LMD和能量相对熵的主动配电网故障定位方法[J]. 中国电力, 2021, 54(11): 133-143.XU Yanchun, ZHAO Caicai, SUN Sihan, et al. Fault location for active distribution network based on improved lmd and energy relative entropy[J]. Electric Power, 2021, 54(11): 133-143.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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