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基于聚类分析理论的电网故障元件定位的研究 刘金生，徐 岩，张亚刚，洪晓东 (华北电力大学，电气与电子工程学院，河北 保定071003) 摘 要：本文是基于广域测量系统(Wide Area 不同的类中。 Measurement System，WAMS)来研究的，利用PMU 的信 1.1 系统聚类 息，提出了一种故障定位的新方法。本文应用聚类分析理 类定义：T 为一个给定的阀值，如果对于任 论进行故障元件定位，考虑了运行方式改变时该方法的有 i, j∈G d ≤T d 效性。通过BPA 仿真得到数据，计算得到了线路各种故 ij ij 意的 ,有 （ 为i 和j 的距离）， 障情况下容易被聚类分析识别的故障特征量。该方法不仅 则称G 为一个类。系统聚类法的主要步骤如下： 能够快速、高容错性的定位出故障元件，而且能够同时界 定出受故障影响很大的区域，为广域自适应后备保护做准 1、计算N个故障样本两两之间的距离，记 备，为防止潮流转移引起大面积停电提供操作依据。 D= d 作 ij。本文中用的距离是欧氏距离。 关键词：广域测量系统(WAMS)；聚类分析；故障元件定 2、构造N个类，每个类只包含一个样品， 位。 合并距离最近的两类为一新类。 0引言 3、计算新类与当前各类的距离，合并距离最 近些年来，世界多个国家相继发生了大规模 近的两类为一新类，直到类的个数等于1。然后 的停电事故。通过对20 年来世界各国大停电的分 划聚类图，决定分类个数和类。 析，得出结论是：虽然每次大停电的背景与演化 系统聚类完成之后，跟据其在电力系统故障 过程各有不同，但其发展过程都包含一个共同因 定位中的应用，决定分类数，每一类的意义可以 素，即潮流转移引起的后备保护连锁跳闸。具体 由实际用途来确定。系统聚类依据的是各样本之 来说就是：故障线路切除引起潮流在同一或不同 间的欧氏距离来分类，样本可以是多种故障特征 输电断面间转移，这可能导致其它输电线路过负 量的组合，把欧氏距离大的分离出来得到故障元 荷，结果往往是引起被转移线路的后备保护动作 件，这比单纯依靠单一电气量来定位故障元件要 引发连锁跳闸，使系统运行状况进一步恶化，甚 优越。 [1-2] 至最终崩溃 。 1.2 模糊C 均值法 广域 测量 系 统 (Wide Area Measurement 模糊C 均值法是一种分类数给定，寻找出对 System，WAMS)的出现为电力系统保护的设计提 事