[發明專利]一種基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法

有效

• 申請號: 201810070922.8
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108399147B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吳娜;樊淑嫻;劉林;公茂法;高巖;吉星全
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;H02H7/045;G01R31/52;G01R31/62
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種基于MEEMD算法的電力變壓器勵磁涌流識別方法，屬于電力系統繼電保護領域，通過采集變壓器兩側的差動電流信號，首先進行MEEMD分解，獲得一組近似平穩的IMF信號，然后從分解的結果中提取第一個IMF信號進行Hilbert變換得到其瞬時頻率，瞬時頻率的突變點可以反映出電流信號的相位的突變，根據實時監測到的瞬時頻率兩個相鄰突變點之間的時間間隔可以實現對變壓器勵磁涌流、內部故障準確識別。本方法不受涌流間斷角、合閘初相角和非周期分量的影響，能準確、可靠、快速地區分變壓器勵磁涌流和內部短路故障。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護領域，具體涉及一種基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法。

背景技術

變壓器勵磁涌流和內部短路故障的識別是變壓器差動保護最關鍵的一環，它的安全與否直接關系到電網的安全穩定運行。傳統的差動保護采用比例制動和二次諧波制動來改善其性能。然而，變壓器的制造水平的提高減少了勵磁涌流中二次諧波的含量，使得該方法存在一定的局限性。近年來，國內外學者提出了很多識別勵磁涌流的新原理和新算法。如小波差動保護方案，用邊界離散小波變換計算故障暫態分量來識別內部故障，但是該方案在故障角為0°或者180°時有可能誤動作；間斷角識別法，但是它受電流互感器飽和的影響，在實際應用中受到限制；波形對稱法識別勵磁涌流和區內故障，動作時間約在20ms以上，很難再提高動作的速度。利用EMD和Hilbert算法，通過瞬時頻率變化率識別涌流和內部故障，但EMD算法本身存在端點效應，涌流存在的間斷角會使EMD算法出現模態混疊現象，其動作時間為20ms左右。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種基于MEEMD(ModifiedEnsemble Empirical Mode Decomposition，改進的集總平均經驗模態分解)算法的變壓器勵磁涌流識別方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于MEEMD算法的變壓器勵磁涌流識別方法，該方法是基于排列熵算法而提出的，具體包括如下步驟：

步驟1：采集變壓器兩側的差動電流信號，并對其進行MEEMD分解，經過MEEMD分解后得到若干個滿足IMF(Intrinsic Mode Function，固有模態函數)條件的本征模態函數即IMF分量；

步驟2：從步驟1分解的結果中提取第一個IMF分量；

步驟3：對步驟2中得到的IMF分量作Hilbert變換，得到其瞬時頻率；

步驟4：根據步驟3得到的瞬時頻率，監測瞬時頻率兩相鄰突變點之間的時間間隔；

步驟5：對變壓器勵磁涌流和區內故障進行識別。

優選地，在步驟1中，MEEMD分解的具體步驟如下：

步驟1.1：在原始電流信號S(t)中，添加均值為零的成對的白噪聲信號n_i(t)和-n_i(t)，即：

S_i⁺(t)＝S(t)+a_in_i(t)；

S_i-(t)＝S(t)-a_in_i(t)；

其中，n_i(t)表示添加的白噪聲信號，a_i表示添加的白噪聲信號的幅值，i＝1,2,···,N_e,N_e表示添加的白噪聲信號的對數；

步驟1.2：分別對和進行EMD分解，分別得到P個IMF分量即和(i＝1,2,···N_e；j＝1,2,···P)；