[1]姜 锋,史明明,倪俊贤,等.基于数学形态滤波和 SAO-VMD 的混合线路故障测距方法[J].机械与电子,2025,(04):52-57.
　JIANG Feng,SHI Mingming,NI Junxian,et al.Hybrid Line Fault Location Method Based on Morphological Filtering and SAO-VMD[J].Machinery & Electronics,2025,(04):52-57.
点击复制

基于数学形态滤波和 SAO-VMD 的混合线路故障测距方法()
分享到：

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2025年04期
页码:
52-57
栏目:
自动控制与检测
出版日期:
2025-04-25

文章信息/Info

Title:
Hybrid Line Fault Location Method Based on Morphological Filtering and SAO-VMD
文章编号:
1001-2257 ( 2025 ) 04-0052-06
作者:
姜 锋 1 ; 史明明 2 ; 倪俊贤 1 ; 杜嘉诚 1
1. 南京工程学院电力工程学院,江苏 南京 211167 ;
2. 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏 南京 211103
Author(s):
JIANG Feng1 ;  SHI Mingming2 ;  NI Junxian1 ;  DU Jiacheng1
( 1.School of Electric Power Engineering, Nanjing Institute of Technology , Nanjing 211167 , China ;?
2.State Grid Jiangsu Electric Power Research Institute , Nanjing 211103 , China )
关键词:
混合线路; 形态学; 雪消融优化算法; 变分模态分解; 故障测距
Keywords:
mixed line ;  morphology ;  snow ablation optimization algorithm ;  variational mode decomposition ;  fault location
分类号:
TM726
文献标志码:
A
摘要:
针对配电网线缆混合线路故障行波波头幅值小、易受噪声干扰等问题,提出了一种基于数学形态滤波和雪消融优化算法( SAO )的变分模态分解( VMD )故障测距新方法。首先,利用数学形态学对故障行波信号进行降噪处理,以抑制噪声并增强故障特征;然后,通过 SAO 算法对 VMD 分解的关键参数模态分解个数 K 以及惩罚因子 α 进行优化,提取最佳故障特征模态;最后,用 Teager 能量算子( TEO )标定行波波头,获取行波到达时间,实现故障测距。采用 PSCAD 和 MATLAB 进行建模仿真数据处理,实验结果表明,该方法对过渡电阻和噪声有较强耐受性,有效提高了行波波头标定准确度。
Abstract:
A new fault location method based on mathematical morphological filtering and snow ablation optimizer ( SAO ) variational mode decomposition ( VMD ) is proposed to solve the problem that the fault traveling wave head amplitude of the cable hybrid line in the distribution network is small and susceptible to noise interference.Firstly , mathematical morphology is used to denoise the fault traveling wave signal to suppress noise and enhance fault characteristics.Then , the SAO algorithm is used to optimize the number of modal decomposition K and the penalty factor α of the key parameters of VMD decomposition , and the best fault feature mode is extracted.Finally , the Teager energy operator ( TEO ) is used to calibrate the traveling wave head , obtain the arrival time of the traveling wave , and realize the fault location.PSCAD and MATLAB are used for modeling simulation and data processing.The experimental results show that the method has strong tolerance to transition resistance and noise , and can effectively improve the accuracy of traveling wave head calibration.

参考文献/References:

[ 1 ] 许守东,欧阳金鑫,陈宇捷,等 . 基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法[ J ] . 电力系统保护与控制,2024 , 52 ( 5 ): 51-60.

[ 2 ] 黄荣辉,李勋,张宏钊,等 . 线缆混合输电线路故障组合行波测距方法及影响因素研究[ J ] . 电力系统保护与控制,2018 , 46 ( 5 ): 73-81.
[ 3 ] 戴志辉,王旭 . 基于改进阻抗法的有源配电网故障测距算法[ J ] . 电网技术, 2017 , 41 ( 6 ): 2027-2034.
[ 4 ] 邓丰,曾哲,祖亚瑞,等 . 基于行波全景特征深度挖掘的单端故障定位方法[ J ] . 中国电机工程学报,2024 , 44( 4 ): 1310-1322.
[ 5 ] 郑楚韬,孔祥轩,关家华,等 . 小波多尺度信息综合的行波波头检测算法研究 [ J ] . 智慧电力, 2019 , 47 ( 5 ):97-102.
[ 6 ] 余修勇,肖立业 . 基于数学形态学的多端柔性直流系统故障测距方案 [ J ] . 电力自动化设备,2020 , 40 ( 1 ):93-100.
[ 7 ] 马晓锋,安军,高志强,等 . 基于 CEEMDAN 和 TEO 的配电网行波故障定位方法[ J ] . 电力科学与技术学报,2023 , 38 ( 6 ): 87-95.
[ 8 ] 吴佳享,孙云莲,陈楚昭 . 微弱行波下多分支配电网故障定位[ J ] . 电机与控制学报, 2023 , 27 ( 5 ): 20-27.
[ 9 ] 池梓斌,夏成军,杨明嘉 . 基于参数优化 VMD 和 TET的柔直线路单端故障测距方法[ J ] . 电力系统保护与控制,2024 , 52 ( 4 ): 1-11.
[ 10 ] DENG L Y , LIU S Y.Snow ablation optimizer : a novel metaheuristic technique for numerical optimization and engineering design [ J ] .Expert systems with applications , 2023 , 225 : 120069.
[ 11 ] 谢李为,李勇,罗隆福,等 . 基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法 [ J ] . 中国电机工程学报,2020 , 40 ( 7 ): 2180-2191 , 2397.

相似文献/References:

[1]徐 祥,陈 洪,叶文华.基于阈值分割和形态学相结合的金属废料 X 射线图像轮廓提取方法[J].机械与电子,2022,(04):31.
　XU Xiang,CHEN Hong,YE Wenhua.A Method for Extracting X-ray Image Contours of Metal Scraps Based on the Combination of Threshold Segmentation and Morphology[J].Machinery & Electronics,2022,(04):31.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2024-10-12
作者简介:姜 锋 ( 1999- ),男,江苏盐城人,硕士,研究方向为配电网故障分析;史明明 ( 1986- ),男,江苏南京人,博士,高级工程师,研究方向为主动配电网。
更新日期/Last Update: 2025-05-12