[發(fā)明專利]基于變點(diǎn)探測技術(shù)的電網(wǎng)故障檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610888590.5
• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN106646106B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董惠婷;王建山;黃曉明;樓伯良;余一平;黃弘揚(yáng);孫維真;金宇清;鞠平;陳新琪;魏路平;盧嘉華;吳跨宇;陸承宇;趙一琰;盧岑岑;鄧暉;華文;熊鴻韜;張靜;沈賦;沈亞玲;孫衛(wèi)娟;張浩;陳京
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué);國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 南京德銘知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32362
• 代理人: 奚鎏

本發(fā)明提供一種基于變點(diǎn)探測技術(shù)的電網(wǎng)故障檢測方法，首先使用多數(shù)據(jù)源采集電網(wǎng)各狀態(tài)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理并選擇各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)量的實(shí)測數(shù)據(jù)建立時(shí)間序列；再利用基于RuLSIF的變點(diǎn)探測技術(shù)對各時(shí)間序列進(jìn)行分析，對預(yù)處理過后的數(shù)據(jù)計(jì)算基于密度比值的孤立值，獲得電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)相關(guān)狀態(tài)量變化的變點(diǎn)探測值；然后根據(jù)設(shè)定的評(píng)判指標(biāo)，比較各變點(diǎn)探測值的大小，評(píng)估故障的位置或方位；最后采集各節(jié)點(diǎn)的三相電流和電壓，利用對稱分量法得到故障時(shí)的正序、負(fù)序、零序故障分量，通過序分量選相法來判別故障類型。本發(fā)明借助變點(diǎn)探測技術(shù)探知故障后電網(wǎng)狀態(tài)量的時(shí)空變化特性，以此判斷出故障節(jié)點(diǎn)、受影響范圍以及不受影響的位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于變點(diǎn)探測技術(shù)的電網(wǎng)故障檢測方法。

背景技術(shù)

隨著大煤電、大核電、大型可再生能源基地集約化開發(fā)進(jìn)度的加快，以及大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、高壓直流輸電技術(shù)的快速發(fā)展，我國特高壓電網(wǎng)將形成“五縱六橫”的結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)聯(lián)系更加緊密。電網(wǎng)運(yùn)行方式和動(dòng)態(tài)行為復(fù)雜多變，各區(qū)域電網(wǎng)間相互依賴和耦合程度也越來越強(qiáng)，電網(wǎng)特性將由區(qū)域主導(dǎo)模式轉(zhuǎn)向總體模式，電網(wǎng)的運(yùn)行特性和調(diào)度控制將變得非常復(fù)雜。

雖然，各區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)使電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定，較大范圍的故障大大減少，但是故障是無法避免的。電力系統(tǒng)中的某些設(shè)備，隨時(shí)都有因絕緣材料的老化、制造中的缺陷、自然災(zāi)害等原因出現(xiàn)故障而退出運(yùn)行，其對電網(wǎng)、設(shè)備及社會(huì)造成的破壞和經(jīng)濟(jì)損失是我們不愿看到的。調(diào)度員應(yīng)該快速分析故障特征，判斷故障設(shè)備并盡快恢復(fù)用戶供電。這時(shí)，故障數(shù)據(jù)的分析和處理就顯得尤為重要了。

隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字式保護(hù)和故障錄波器等智能電子裝置在電網(wǎng)中的應(yīng)用已越來越普遍。在電網(wǎng)發(fā)生故障或受到擾動(dòng)時(shí)，這些設(shè)備都會(huì)記錄大量的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的采集和利用，近年來開展了電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)的建設(shè)，取得了一定成效，但目前故障信息的綜合利用和故障診斷的準(zhǔn)確性仍不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于充分利用電網(wǎng)數(shù)據(jù)，提供一種新的電網(wǎng)故障檢測方法，可以探知故障后電網(wǎng)狀態(tài)量的時(shí)空變化特性，判別故障類型，以滿足工程應(yīng)用的要求。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種基于變點(diǎn)探測技術(shù)的電網(wǎng)故障檢測方法，包括以下步驟：

(1)使用相量測量單元(PMU)、SCADA系統(tǒng)和故障錄波等多數(shù)據(jù)源采集電網(wǎng)各狀態(tài)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將收集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，過濾掉噪聲數(shù)據(jù)及不符合要求的異常數(shù)據(jù)，輸出滿足變點(diǎn)探測過程的高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集，并得其變化軌跡；選擇各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)量的實(shí)測數(shù)據(jù)建立時(shí)間序列；

(2)利用相關(guān)無約束最小二乘重要性擬合估計(jì)(RuLSIF)的變點(diǎn)探測技術(shù)對各時(shí)間序列進(jìn)行分析，對預(yù)處理過后的數(shù)據(jù)計(jì)算基于密度比值的孤立值，獲得電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)相關(guān)狀態(tài)量變化的變點(diǎn)探測值；

(3)根據(jù)設(shè)定的評(píng)判指標(biāo)，比較各變點(diǎn)探測值的大小，評(píng)估故障的位置或方位，其中：根據(jù)設(shè)定的評(píng)判指標(biāo)，對各節(jié)點(diǎn)的變點(diǎn)探測值進(jìn)行歸類，評(píng)估故障影響范圍；判定最大值所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)為故障節(jié)點(diǎn)，數(shù)值在某一設(shè)定范圍內(nèi)的為受影響節(jié)點(diǎn)，數(shù)值較小的為無影響節(jié)點(diǎn)；

(4)采集各節(jié)點(diǎn)的三相電流和電壓，利用對稱分量法得到故障時(shí)的正序、負(fù)序、零序故障分量，通過序分量選相法即各分量相位關(guān)系來判別故障類型。

由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的電網(wǎng)故障檢測方法的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明優(yōu)化了原有電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)只能被較初步的分析和處理，解決原有方法不能深層次地理解并有效地使用這些數(shù)據(jù)的問題，創(chuàng)造性地運(yùn)用相關(guān)無約束最小二乘重要性擬合估計(jì)(RuLSIF)的變點(diǎn)探測技術(shù)探知故障后電網(wǎng)狀態(tài)量的時(shí)空變化特性。這樣，不僅可以評(píng)估故障位置或方位，也可以推測出故障影響范圍。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。