[發(fā)明專利]基于小波變換和加權(quán)移動(dòng)平均的接地網(wǎng)電位差濾波方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710568556.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107395157B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嵇建飛;黃嘉宇;袁宇波;龐福濱;卜強(qiáng)生;王立輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;東南大學(xué);國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司;江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H03H17/02
• 分類號(hào): H03H17/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于小波變換和加權(quán)移動(dòng)平均的接地網(wǎng)電位差濾波方法，包括采集繼電保護(hù)電流互感器信號(hào)；對(duì)采集的電流互感器信號(hào)進(jìn)行小波變換；對(duì)小波變換處理后的信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別；對(duì)識(shí)別的非脈沖部分進(jìn)行加權(quán)移動(dòng)平均處理；輸出濾波后的信號(hào)。本發(fā)明基于狀態(tài)識(shí)別，對(duì)信號(hào)的非脈沖部分進(jìn)行加權(quán)移動(dòng)平均濾波，克服了傳統(tǒng)小波變換在信號(hào)非脈沖部分平滑性差的缺點(diǎn)，有效地濾除接地網(wǎng)電位差對(duì)繼電保護(hù)采集信號(hào)的干擾，保證繼電保護(hù)數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免繼電保護(hù)設(shè)備的誤操作，提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于小波變換和加權(quán)移動(dòng)平均的接地網(wǎng)電位差濾波方法，屬于繼電保護(hù)設(shè)備濾波算法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

特高壓變電站普遍采用GIS(Gas insulated substation)開(kāi)關(guān)設(shè)備，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)，開(kāi)關(guān)斷口處將出現(xiàn)幾十次乃至幾百次熄弧及燃弧，經(jīng)弧道電阻產(chǎn)生的騷擾電壓波在母線和短線上不斷折反射，會(huì)形成特快速暫態(tài)過(guò)電壓VFTO(very fast transient over-voltage)。VFTO通過(guò)互感器一次側(cè)的保護(hù)接地線，導(dǎo)致地網(wǎng)局部電位升，使得雙端接地的二次電纜屏蔽層上出現(xiàn)接地網(wǎng)電位差，繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備中也會(huì)感應(yīng)出騷擾電流，容易導(dǎo)致繼電保護(hù)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確，引起接地智能設(shè)備的誤操作，需要利用濾波方法進(jìn)行去除。

目前，針對(duì)接地網(wǎng)電位差引起的騷擾信號(hào)，主要采用小波變換的方式來(lái)濾除信號(hào)中的干擾部分，根據(jù)瞬態(tài)電流與噪聲的小波變換模極大值隨尺度變化所表現(xiàn)出來(lái)的截然不同的特性，從噪聲中提取實(shí)際信號(hào)。但傳統(tǒng)小波變換在信號(hào)非脈沖部分存在平滑性差的缺點(diǎn)，導(dǎo)致濾波效果不理想，不能有效地濾除接地網(wǎng)電位差對(duì)繼電保護(hù)采集信號(hào)的干擾，容易導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備誤操作。因此需要對(duì)傳統(tǒng)算法進(jìn)行改進(jìn)，保證繼電保護(hù)數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于小波變換和加權(quán)移動(dòng)平均的接地網(wǎng)電位差濾波方法，在小波變換的基礎(chǔ)上，對(duì)接地網(wǎng)電位差干擾信號(hào)的非脈沖部分進(jìn)行加權(quán)移動(dòng)平均處理，保證繼電保護(hù)數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于小波變換和加權(quán)移動(dòng)平均的接地網(wǎng)電位差濾波方法，包括以下步驟：

1)采集繼電保護(hù)電流互感器含噪信號(hào)X_n，n＝1,2,3,···N，N為繼電保護(hù)測(cè)量的采樣點(diǎn)數(shù)；

2)對(duì)采集的電流互感器含噪信號(hào)采用小波變換進(jìn)行去噪處理，小波變換后的信號(hào)；

3)對(duì)小波變換后的信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別，識(shí)別為脈沖信號(hào)序列和非脈沖信號(hào)序列；

4)對(duì)識(shí)別的非脈沖信號(hào)序列采用加權(quán)移動(dòng)平均法進(jìn)行濾波處理；

5)將加權(quán)移動(dòng)平均處理后的非脈沖信號(hào)序列和步驟3)識(shí)別的脈沖信號(hào)序列合并，輸出濾波后的最終信號(hào)。

前述的在步驟1)中，采集系統(tǒng)包括依次連接的電流互感器、前置模擬低通濾波器、采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和單片機(jī)。

前述的步驟2)中，采用小波變換進(jìn)行去噪處理包括以下步驟：

(2-1)選擇小波基函數(shù)，并確定小波分解層數(shù)；

(2-2)進(jìn)行小波分解，對(duì)繼電保護(hù)采集的電流互感器含噪信號(hào)進(jìn)行等間隔抽樣，然后對(duì)抽樣序列進(jìn)行離散小波變換，分解得到小波系數(shù)的公式為：

其中，i為小波分解的層數(shù)，i＝3，cA_i為低頻小波系數(shù)，cA₀即為含噪信號(hào)X_n，cD_i為高頻小波系數(shù)，h_n-2和g_n-2互為正交濾波器組；