【关键词】电力系统；故障识别；配电自动化主站；信号处理；Hilbert-Huang 变换

引言

随着电力系统的日益复杂和智能化，配电自动化作为保障电网安全、高效运行的关键技术之一，其重要性日益凸显。然而，电网在运行过程中不可避免地会遇到各种故障，这些故障若不能得到及时准确地识别和处理，将可能对电力系统的稳定性和供电质量造成严重影响。Hilbert-Huang变换作为一种新兴的信号处理方法，能够有效地处理非平稳、非线性的信号。HHT由经验模态分解和Hilbert谱分析两部分组成，其中EMD能够将复杂的信号分解为一系列本征模态函数，而HSA则能够进一步提取IMF的瞬时频率和能量分布信息。因此，HHT在电力系统故障识别领域具有巨大的应用潜力。秦雪[1]等人在探讨不同故障波形的识别上，从时域、频域和电弧三个维度构建了相应的模型，并提出了能够反映不同故障波形特性的特征参数。通过检测并分类这些特征量，实现了配网线路故障类型的自动辨识，无需人工干预。王东芳[2]等人采用了一种实时波形比对的方法。它首先实时采集暂态波形信号，然后与波形库中的标准波形进行比对，寻找最为相似的波形。根据这些波形的特征参数和相关的故障信息，快速确定故障的类型、位置以及可能的原因。而本文方法通过对电网中的各种电气量进行Hilbert-Huang变换，可以提取出这些电气量的本质特征，进而识别出电网中的故障类型和故障位置。

一、基于Hilbert-Huang变换的配电自动化主站FA故障识别的设计

（一）配电自动化系统主站结构的分析

配电主站作为电力系统的核心组件，主要承担数据处理、数据存储、人机界面交互以及多种应用功能的实现，确保了电力系统的高效运行和智能化管理。其中，配电主站具备强大的数据处理能力，能够实时采集、处理并存储来自配电网的各种数据。这些数据包括但不限于电流、电压、功率因数等实时运行参数，以及设备状态、故障信息等。通过高效的数据处理机制，配电主站能够迅速分析这些数据，为电力系统的运行提供有力支持。配电主站提供直观、友好的人机界面，方便操作人员进行实时监控和控制。通过人机界面，操作人员可以及时了解配电网的运行状态，包括设备参数、实时数据以及故障信息等。此外，人机界面还支持各种控制操作，如远程切换、调节等，大大提高了操作人员的工作效率和便利性。配电主站功能多样，确保电力系统高效智能运行。它能实时监控设备状态，及时发现并处理故障；支持远程控制电力设备，如开关操作；具有强大的故障诊断与定位能力，快速应对突发情况；同时，深入数据分析为运维提供决策支持，优化运行策略。此外，完善的用户权限管理保障了系统安全稳定。