[發(fā)明專(zhuān)利]基于錄波掃描技術(shù)的保護(hù)大數(shù)據(jù)故障特征體系構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610997764.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107037280B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁曉兵;鄭茂然;車(chē)仁飛;陳宏山;余江;趙傳剛;張靜偉;高宏慧;王勇;欒兆文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司;山東山大電力技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00;G01R31/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于錄波掃描技術(shù)的保護(hù)大數(shù)據(jù)故障特征體系構(gòu)建方法，通過(guò)解析錄波文件，讀取所有的采樣點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)；計(jì)算有效值并判斷相鄰周波是否有突變，在發(fā)生有效值突變的單位內(nèi)采用前后兩單位采樣值的斜率突變來(lái)判斷準(zhǔn)確的突變點(diǎn)，確認(rèn)故障時(shí)間；提取錄波數(shù)據(jù)中電壓電流波形的局部特征量，利用多維度表征波形上給定數(shù)據(jù)窗所提取出來(lái)的特征信息；以故障時(shí)刻為分界點(diǎn)，分別在故障前和故障后掃描波形數(shù)據(jù)并形成不同時(shí)刻的局部特征量，構(gòu)成完整的故障特征體系。本發(fā)明從多個(gè)角度和維度挖掘和提取故障特征數(shù)據(jù)，并根據(jù)保護(hù)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的需要和大數(shù)據(jù)理論方法，形成故障特征的體系結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)保護(hù)大數(shù)據(jù)高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于錄波掃描技術(shù)的保護(hù)大數(shù)據(jù)故障特征體系構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

采用大數(shù)據(jù)的理論和方法對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和分析，對(duì)于提高對(duì)電力系統(tǒng)復(fù)雜故障的分析、優(yōu)化控制策略、提供運(yùn)維水平、提高風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)水平等具有重要意義。大數(shù)據(jù)是近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的新概念，通過(guò)對(duì)大量的、種類(lèi)很多的和來(lái)源復(fù)雜的保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速地捕捉、發(fā)現(xiàn)和分析，并且用經(jīng)濟(jì)的方法提取其價(jià)值，形成新的技術(shù)體系或技術(shù)架構(gòu)，對(duì)于保護(hù)數(shù)據(jù)分析來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的理念和新的技術(shù)。保護(hù)大數(shù)據(jù)分析基于原始數(shù)據(jù)中各種特征信息，并且不同應(yīng)用采用的故障特征量不同，需要建立一種涵蓋所有應(yīng)用需求的故障特征量體系，以滿足大數(shù)據(jù)分析的需求。

采用大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)保護(hù)數(shù)據(jù)的處理，在各種保護(hù)數(shù)據(jù)中，故障錄波數(shù)據(jù)是最重要的數(shù)據(jù)源，其記錄了電力系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的一次和二次系統(tǒng)的高速采樣數(shù)據(jù)，因此也包含了豐富的故障特征信息。電力系統(tǒng)暫態(tài)錄波數(shù)據(jù)是典型的非平穩(wěn)信號(hào)，其信號(hào)特征在故障后的發(fā)展過(guò)程中是不斷變化的，但是，目前的保護(hù)分析一般通過(guò)提取特定時(shí)刻局部故障特征信息來(lái)實(shí)現(xiàn)分析功能，其所使用的特征量無(wú)法體現(xiàn)整個(gè)故障過(guò)程的變化規(guī)律特性，難以滿足保護(hù)大數(shù)據(jù)分析的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于錄波掃描技術(shù)的保護(hù)大數(shù)據(jù)故障特征體系構(gòu)建方法，本發(fā)明依據(jù)電力系統(tǒng)基本理論，通過(guò)對(duì)錄波數(shù)據(jù)的掃描分析，從多個(gè)角度和維度挖掘和提取故障特征數(shù)據(jù)，并根據(jù)保護(hù)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的需要和大數(shù)據(jù)理論方法，形成故障特征的體系結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)保護(hù)大數(shù)據(jù)高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于錄波掃描技術(shù)的保護(hù)大數(shù)據(jù)故障特征體系構(gòu)建方法，包括以下步驟：

(1)解析錄波文件，讀取所有的采樣點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)；

(2)計(jì)算有效值并判斷相鄰周波是否有突變，在發(fā)生有效值突變的單位內(nèi)采用前后兩單位采樣值的斜率突變來(lái)判斷準(zhǔn)確的突變點(diǎn)，確認(rèn)故障時(shí)間；

(3)提取錄波數(shù)據(jù)中電壓電流波形的局部特征量，利用多維度表征波形上給定數(shù)據(jù)窗所提取出來(lái)的特征信息；

(4)以故障時(shí)刻為分界點(diǎn)，分別在故障前和故障后掃描波形數(shù)據(jù)并形成不同時(shí)刻的局部特征量，構(gòu)成完整的故障特征體系。

所述步驟(1)中，錄波文件采用IEEE Comtrade格式記錄，解析保存有數(shù)據(jù)文件中的通道個(gè)數(shù)以及通道配置信息的配置文件和保存有模擬量和開(kāi)關(guān)量的采樣數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件。

所述步驟(1)中，解析錄波文件具體為讀取模擬量和開(kāi)關(guān)量的通道數(shù)，確認(rèn)相應(yīng)的配置，讀取額定頻率和采樣頻率，確認(rèn)錄波開(kāi)始時(shí)間，根據(jù)文件的格式，依次讀取采樣點(diǎn)號(hào)、采樣時(shí)間、所有模擬量及開(kāi)關(guān)量的采樣數(shù)據(jù)，直到所有采樣點(diǎn)讀取完。

所述步驟(2)中，采用有效值突變檢測(cè)和采樣值斜率突變檢測(cè)相結(jié)合的方法，以周波為單位計(jì)算有效值并判斷相鄰周波是否有突變。

所述步驟(2)中，有效值突變檢測(cè)按公式(1)定義的判據(jù)進(jìn)行檢測(cè)：