[發(fā)明專利]復(fù)合電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310204610.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103323702A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張葛祥;趙俊博;陳華豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R23/16
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能質(zhì)量分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的電源類型與特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷構(gòu)成正發(fā)生著深刻變化，越來(lái)越多的非線性、沖擊性和不平衡負(fù)荷在電力系統(tǒng)中投入使用，如煉鋼電弧爐、電氣化鐵路、電力電子裝置等，導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生諸如電壓波動(dòng)和閃變、諧波、系統(tǒng)頻率波動(dòng)等一系列電能質(zhì)量擾動(dòng)問(wèn)題。然而，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，數(shù)字式自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)中得到大規(guī)模使用，敏感性用電設(shè)備對(duì)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量提出了更高要求。電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，從海量的擾動(dòng)數(shù)據(jù)中提取擾動(dòng)特性并完成自動(dòng)分類識(shí)別，對(duì)于評(píng)估電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量顯得尤為重要，只有這樣才能找到擾動(dòng)發(fā)生原因，然后采取相應(yīng)措施，排除故障，提高電能質(zhì)量。

電能質(zhì)量擾動(dòng)可以分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)和暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)，如電壓閃變、諧波等的研究比較成熟并且已經(jīng)制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如今，為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有效控制和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，越來(lái)越多的新能源通過(guò)電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)的正確識(shí)別是暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)治理和評(píng)估的前提，因此，電能質(zhì)量擾動(dòng)自動(dòng)識(shí)別方法顯得尤為重要。目前的電能質(zhì)量擾動(dòng)識(shí)別方法基本上針對(duì)單一擾動(dòng)類型，而實(shí)際電力系統(tǒng)中，可能同時(shí)發(fā)生包含兩種甚至兩種以上單一擾動(dòng)類型的復(fù)合擾動(dòng)類型。復(fù)合電能質(zhì)量擾動(dòng)特征提取時(shí)由于單一擾動(dòng)之間相互影響，會(huì)造成提取的分類特征混疊與失效，其識(shí)別問(wèn)題比單一擾動(dòng)識(shí)別要復(fù)雜得多。同時(shí)由于電能質(zhì)量擾動(dòng)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)不但需要識(shí)別單一擾動(dòng)類型，而且需要識(shí)別多種復(fù)合擾動(dòng)，這樣待識(shí)別的擾動(dòng)類型就很多，現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)單一擾動(dòng)類型進(jìn)行識(shí)別的技術(shù)，不能適應(yīng)電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有電能質(zhì)量擾動(dòng)識(shí)別方法的不足，提供一種復(fù)合電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，復(fù)合電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)識(shí)別方法，包括如下步驟：

a、電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)采集

采集電網(wǎng)中電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)，并由此得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的擾動(dòng)電壓信號(hào)U，作為電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)的輸入；

b、電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)特征提取

采用快速傅里葉變換處理擾動(dòng)電壓信號(hào)U，提取傅里葉變換特征量，采用S變換處理擾動(dòng)電壓信號(hào)U，提取S變換特征量；

c、電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)分類

構(gòu)建基于規(guī)則基“IF-THEN”形式的分類器軟件模塊，用提取的傅里葉變換特征量和S變換特征量構(gòu)成特征向量，將所述特征向量輸入所述分類器中，自動(dòng)識(shí)別出電能質(zhì)量擾動(dòng)類型。

具體的，步驟a中，采用電壓互感器采集電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)。

推薦的，步驟a中，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在變電站、重要支路和關(guān)鍵用戶接入處。

具體的，步驟b中，提取的傅里葉變換特征量包括f_p、F_z、F_h、f_d、f_q和f_r；提取的S變換特征量包括F_av、F_m、F_b、H_min和S_av。

更具體的，步驟c中，構(gòu)建基于規(guī)則基“IF-THEN”形式的分類器軟件模塊，將所述特征向量輸入到所述分類器中，自動(dòng)識(shí)別出26種電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是，具有較強(qiáng)的電能質(zhì)量擾動(dòng)分類能力，能從含擾動(dòng)電壓信號(hào)中識(shí)別出多種單一擾動(dòng)類型和雙重?cái)_動(dòng)類型。本發(fā)明對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，采用基于規(guī)則基“IF-THEN”形式的分類器軟件模塊，分類器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和擴(kuò)展,識(shí)別正確率高。本發(fā)明采用FFT變換和S變換相結(jié)合的方法，動(dòng)態(tài)測(cè)度從基頻、中頻、高頻、基頻標(biāo)準(zhǔn)差、頻譜極值點(diǎn)對(duì)稱和變化幅度等各個(gè)方面提取擾動(dòng)信號(hào)特征，充分考慮了單一擾動(dòng)相互影響而造成的特征混疊或失效問(wèn)題，因此，本發(fā)明對(duì)單一擾動(dòng)類型和雙重?cái)_動(dòng)類型的總識(shí)別正確率接近90%。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明特征量提取流程圖；

圖2為本發(fā)明采用的基于規(guī)則基“IF-THEN”形式的分類器軟件模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。