剩余电流动作保护装置,作为一种有效防范与避免电网漏电事故与保护生命财产安全的重要技术手段,近年来已在低压电网中广泛使用和推广。但是,由于目前现有的剩余电流在线监测保护装置,仅依据低压回路中检测到的剩余电流有效值是否大于某一设定值而判断其是否动作,尚不具有自动诊断触电故障类型与识别触电电流的能力,导致在实际电网运行中经常出现误动和拒动现象,从而降低了剩余电流保护装置的动作可靠性和正确投运率。针对上述问题,在国家电网公司科技项目“生物体触电暂态信息快速提取与识别方法研究”的专项支持下,本课题开展了低压配电网剩余电流保护优化算法的研究。通过已建立的低压电网生物体触电实验波形数据库获取了不同典型场景下生物体触电信号的原始数据及波形,在此基础上,分析并掌握了剩余电流的暂态时频特性规律,提取了剩余电流暂态分量的信息融合特征,准确实现了触电故障时刻检测、触电故障类型诊断及触电支路电流分量识别。上述剩余电流保护优化算法的研究为我国剩余电流动作保护原理的更新换代提供了可靠的理论和技术支撑。主要完成内容如下:(1)采用平滑伪Wigner-Ville分布技术建立了生物体触电剩余电流暂态信号的时频特性分析方法。掌握了暂态剩余电流频谱分量随时间变化特性,揭示了生物体发生触电时的剩余电流信号在不同时间段和频率范围能量分布规律。(2)利用有无量纲统计特征、奇异值分解、局部均值分解、主元分析等理论构建了剩余电流暂态信号信息融合特征提取方法。该方法实现了利用最小特征,最大化的表征剩余电流故障信息,有利于提高触电故障类型的识别正确率。(3)提出了一种基于剩余电流偏斜度的触电故障时刻检测方法。该方法利用了噪声和正弦信号的偏斜度为零的特点,以剩余电流的偏斜度绝对值的变化作为触电故障检测与定位的依据,为实现高精度触电故障检测提供了新的途径。(4)综合运用粒子群优化算法和支持向量机,将信息融合特征作为故障分类特征量,构建了一种基于参数优化的触电故障类型诊断模型。该模型可有效识别植物直接触电、动物直接/间接触电三种故障类型,较单一特征的触电故障类型诊断方法在准确率和泛化性方面有明显优势。(5)提出了一种基于网格搜索与交叉验证优化最小二乘支持向量机的触电电流幅值识别模型。实例分析验证了该模型训练速度快,检测误差低,克服了神经网络所存在的训练时间长、容易陷入局部最小等缺陷,解决了从剩余电流中检测和提取触电电流信号幅值分量的技术难题。