技術(shù)特征：

1.一種配電網(wǎng)故障行波波頭的辨識方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：對故障采集器得到的三相故障電壓行波進行凱倫貝爾變換，得到線模電壓分量，其中，凱倫貝爾變換為：式中u₁,u₂為線模電壓，u₀為零模電壓，u_a,u_b,u_c為各相電壓；

步驟2：構(gòu)建行波波頭數(shù)學表達式，其表達式可以由以下函數(shù)表征：

其中，u(k)為k時刻故障線模電壓信號的值，T是行波到達故障檢測裝置的時刻，當k<T時，故障行波還沒有到達，系統(tǒng)正常，A_s表示基波信號的幅值，ω_c為基波信號的角頻率，為基波信號的初始相角；當k>T時，信號發(fā)生突變，在基波信號的基礎(chǔ)上，疊加了暫態(tài)行波，其中A_e表示初始暫態(tài)行波波頭的幅值，T_s為行波衰減時間常數(shù)。

步驟3：根據(jù)步驟2構(gòu)建的行波信號表達式，選取狀態(tài)變量構(gòu)建離散化的行波信號狀態(tài)方程和觀測方程如下：

x(k)＝x(k-1)k＝1,2...

u(k)＝H[x(k-1),k]+V(k)k＝1,2...

式中，x(K)為k時刻系統(tǒng)狀態(tài)變量，x(k-1)為k-1時刻系統(tǒng)狀態(tài)變量，H[]表示故障電壓信號u(k)與狀態(tài)變量的函數(shù)關(guān)系，V(K)表示觀測噪聲。

步驟4：運用無跡卡爾曼濾波對故障行波電壓進行處理，得到去噪的行波和狀態(tài)變量T的收斂值。

4-1、初始化狀態(tài)變量均值：

${\stackrel{\&OverBar;}{x}}_0=E\left(x_0\right)$

$P_0=E\&lsqb;(x_0-{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_0){(x_0-{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_0)}^T\&rsqb;$

其中，x₀為初始值，為初始向量均值，P₀是初始協(xié)方差矩陣。

4-2、計算sigma采樣點：

$X_i(k-1)=\left\{\begin{array}{cc}{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_{k-1}& i=0;\\ {({\stackrel{\&OverBar;}{x}}_{k-1}+\sqrt{(n+\mathrm{\&lambda;})P_{k-1}})}_i& i=1,\mathrm{..},n\\ {({\stackrel{\&OverBar;}{x}}_{k-1}-\sqrt{(n+\mathrm{\&lambda;})P_{k-1}})}_i& i=n+1,\mathrm{..2}L\end{array}\right.$

其中L為狀態(tài)空間的維數(shù)，為6，則sigma點的個數(shù)為2L+1＝13；為第k-1時刻的狀態(tài)變量均值；X_i(k-1)為第k-1時刻的sigma點集；Sigma點對應的權(quán)重系數(shù)為：

$w_0=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{L+\mathrm{\&lambda;}},w_i=\frac{1}{2(L+\mathrm{\&lambda;})},i=1,2,\mathrm{...2}L$

其中，λ為比例系數(shù)，改變λ的大小可以調(diào)節(jié)sigma點與均值點之間的距離。

4-3、計算狀態(tài)變量均值的一步估計，將k-1時刻的sigma點分別代入狀態(tài)方程，得到k時刻的sigma點集以及其對應的均值

${\hat{X}}_i\left(k\right)=F\&lsqb;X_i(k-1),k\&rsqb;$

$\hat{x}{\left(k\right)}^{-}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\&Sigma;}}{w}_i{\hat{X}}_i\left(k\right)$

4-4、計算協(xié)方差矩陣的一步估計：

$P_x^{-}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\&Sigma;}}{w}_i({\hat{X}}_{i}k-{\mathrm{xk}}^{-}){({\hat{X}}_{i}k-{\mathrm{xk}}^{-})}^T$

4-5、獲得卡爾曼增益：

${\hat{U}}_i\left(k\right)=H\&lsqb;{\hat{X}}_i\left(k\right),k\&rsqb;$

$\hat{u}{\left(k\right)}^{-}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\&Sigma;}}{w}_i{\hat{U}}_i\left(k\right)$

$P_{U\left(k\right),U\left(k\right)}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\&Sigma;}}{w}_i\left({\hat{U}}_i\right(k)-\hat{u}{\left(k\right)}^{-}){\left({\hat{U}}_i\right(k)-\hat{u}{\left(k\right)}^{-})}^T$

$P_{X\left(k\right),U\left(k\right)}=\underset{i=0}{\overset{2L}{\&Sigma;}}{w}_i\left({\hat{U}}_i\right(k)-\hat{u}{\left(k\right)}^{-}){\left({\hat{U}}_i\right(k)-\hat{u}{\left(k\right)}^{-})}^T$

$K_k=P_{X\left(k\right),U\left(k\right)}{P}_{U\left(k\right),U\left(k\right)}^{-1}$

其中，是觀測點集，是觀測點集的均值，P_U(k),U(k)是觀測向量的自相關(guān)矩陣，P_X(k),U(k)是觀測向量與狀態(tài)向量的互相關(guān)矩陣，K_k為卡爾曼增益。

4-6、更新狀態(tài)估計值和協(xié)方差矩陣：

$\hat{x}k={\mathrm{xk}}^{-}+K_{k}uk-\hat{u}{k}^{-}$

$P_k=P_k^{-}-K_k{P}_{U\left(k\right),U\left(k\right)}{K}_k^T$

式中u(k)為步驟1變換得到的故障行波線模分量在k時刻的值。

完成k時刻的狀態(tài)變量和協(xié)方差矩陣的更新后，返回步驟4-2，進行k+1時刻的估算。當k＝N(N為故障信號的采樣點數(shù))，狀態(tài)變量和協(xié)方差矩陣停止更新，此時輸出變換得到的電壓信號U(k)和狀態(tài)變量T的值，此時的U(k)為去噪后的行波信號，T為故障行波波頭到達檢測裝置的時刻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)故障行波波頭的辨識方法，其特征在于：所述步驟4-1協(xié)方差矩陣P₀的取值如下：

$P_0=\left[\begin{array}{cccc}{P}_{11}& 0& \mathrm{..}& 0\\ 0& P_{22}& \mathrm{..}& 0\\ \mathrm{..}& \mathrm{..}& \mathrm{..}& \mathrm{..}\\ 0& \mathrm{..}& 0& P_{66}\end{array}\right]$

其中0.0001<P₁₁,P₂₂...P₆₆<0.1。