[發明專利]一種UPFC故障診斷方法

有效

• 申請號: 201710833926.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107703913B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 鄭建勇;葉昱媛;梅飛;梁君涵;朱萌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

一種UPFC故障診斷方法，包括：1)建立UPFC模型，模擬4種故障，采集UPFC直流側正極電壓和直流電流在4種故障與正常狀態下的數據，利用邊界提取與二次采樣法簡化原始數據，構成有效數據倉庫；2)采用小波變換將預處理過的數據經消噪和重構處理后識別出故障點，得到統一數量級的故障特征數據集；3)提取特征值，包括4個直流側正極電壓上邊界電壓特征值，4個直流側正極電壓下邊界電壓特征值和4個直流電流特征值，構造特征樣本空間；4)建立支持向量機故障預測模型，對UPFC的5種狀態進行故障診斷。本發明能高效、精確、迅速識別模擬的5種UPFC狀態，提高電網智能化運維水平，延長設備使用年限，減少UPFC運維成本，彌補控保系統在故障早期預警和故障定位中的不足。

技術領域

本發明涉及UPFC在線監測與故障診斷技術領域，特別是涉及一種UPFC故障診斷方法。

背景技術

隨著我國社會經濟的發展，負荷中心漸漸遠離能源中心，遠距離、大容量輸電成為電網發展的必然，傳統的電力系統運行調節手段，對電力系統的靈活、有效和及時控制作用有限，而且目前我國現代電力系統面臨負荷增長過快、輸電走廊匱乏、電能分布不均和潮流控制困難的形勢，亟需有利于推動發展環境友好型經濟、適應我國現狀、經濟高效的柔性交流輸電技術(FACTS)。其中UPFC作為迄今為止通用性最好、功能最為全面的第三代FACTS裝置能同時實現并聯補償、串聯補償、移相和端電壓調節等多種基本功能可對交流輸電系統進行實時控制和動態補償。因此，作為高效智能電網的重要組成部分，UPFC及對UPFC進行故障診斷、精確定位和故障自愈等的研究是保證電網穩定運行、減小電能損耗、優化能源調配的前提條件和重要保證。

統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)是一種能夠獨立、快速、精確、連續控制系統電壓和潮流的第3代裝置FACTS裝置，它能控制線路電流，最大化電網傳輸能力；阻尼系統振蕩，提高電力系統穩定性；提供緊急功率支援，避免大規模切負荷；優化潮流，減少環流，降低網絡損耗；提供無功電壓支撐，助力現代大電網互聯等。但當UPFC發生短路故障時，由于UPFC裝置容量的限制掣肘了其限流能力，開關單元根本無法承受高電壓和短路電流的沖擊，此時UPFC的控保系統動作，切除故障區域以遏制過大的故障電流，保護UPFC整體損失降到最小，但并不能及時、迅速的定位故障、識別故障與預測故障，不僅增加了電網運維的經濟成本，而且檢修流程繁瑣、搶修效率較低、系統恢復時間長，同時運維人員的安全也無法得到完備的保障。因此，UPFC故障診斷技術與UPFC控保系統構成互補關系，缺一不可。

目前，針對UPFC故障診斷技術的研究幾乎是空白，其難點在于：1、UPFC發生故障時，發生變化的變量極多，難以確定最直接反應的故障類型特征量；2、由于外部噪聲干擾故障特征量中的奇異點分析難度增大，對故障結果難以準確判斷，易導致早期預警算法的誤動，同時影響故障區域定位的準確性。因此，如何發明一種具有高精度、診斷效率高和可靠性強的UPFC故障診斷方法成為亟需解決的問題。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明提供一種考慮UPFC控制模式的潮流計算方，本故障診斷方法故障分類精確度高，一定程度上提高了電網智能化運維水平，延長了設備使用年限，減少了UPFC運維成本，彌補了以往UPFC故障診斷在故障早期預警中的不足及保護系統缺少的故障定位等功能，可滿足UPFC故障診斷各方面的要求，應用價值和前景巨大，為達此目的，本發明提供一種UPFC故障診斷方法，包括如下步驟，其特征在于：

步驟一，建立UPFC模型，模擬4種故障，并采集UPFC直流側正極電壓和直流電流在4種故障狀態和正常狀態下的數據，利用邊界提取法分別簡化以上數據，并對數據進行二次采樣，構成有效數據倉庫；

步驟二，基于去冗后的數據采用小波變換，將數據經消噪和重構處理，識別出數據中的故障點，提取到統一數量級的故障特征數據集；