[發明專利]一種電壓行波精確檢測方法和裝置

在審

• 申請號: 201811211811.0
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109270404A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 李澤文;任申;呂佳佳
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明具體公開了一種電壓行波精確檢測方法和裝置。該方法包括步驟：采用EMD分解法將獲取的二次行波信號分解為不同頻段的第一IMF分量；構建正演傳遞函數模型；根據正演傳遞函數模型推導出反演模型；基于反演模型利用維納濾波反演算法對各第一IMF分量進行反演，得到反演后的各個第二IMF分量；將各個第二IMF分量合成，得到反演一次行波信號。該裝置包括分解模塊、正演模塊和反演模塊。本發明能更全面、真實還原一次行波信號，有效解決行波在行波傳感器傳變過程中產生的波形畸變會導致暫態信息的缺失問題，實現更高精度的故障暫態行波信號時頻信息檢測。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護技術領域，特別是涉及一種電壓行波精確檢測方法和裝置。

背景技術

行波故障定位法是根據行波傳輸理論實現輸電線路故障測距，相比于其他故障定位技術具有一定的優勢，引起了繼電保護領域的廣泛關注。行波信號檢測精度是決定行波故障定位精確程度的關鍵因素之一，行波信號為寬頻帶暫態信號，以電流、電壓的形式出現在故障電網中。傳統的電壓、電流互感器多運用于工頻量的測量和分析，難以達到行波檢測技術的要求。羅氏線圈具有測量范圍寬，精度高，響應速度快的特點，能夠在一定誤差范圍內有效檢測和傳變高頻信號，因此目前基于羅氏線圈研制的行波傳感器通常作為行波檢測裝置。由于羅氏線圈傳感器本身的物理結構的影響，二次行波信號較一次行波信號會產生一定的畸變，而目前基于行波硬件設備測量所得到的一般為二次行波信號，并且有關行波定位與行波保護的方法和技術也都是采用該二次行波信號進行分析，二次行波信號檢測精度的不足影響了故障定位結果的精確度。因此如何精確檢測電網一次行波信號，是當前行波定位以及保護領域亟需解決的問題。

目前，由于實際一次行波信號無法直接獲取，因此通常采用反演計算方法；而行波傳感器的寬頻傳變特性是實現波形反演的基礎，不同頻段下行波傳的幅頻特性及相頻特性不同，用傅里葉變換分析非平穩非線性行波信號時，得到的信號頻譜反映的是整體信號中包含的某一頻率分量的平均值，這時基于全局意義變換上的傅立葉變換，不具有局部的時頻分析能力，難以與羅氏線圈傳感器的寬頻傳變特性相對應，也無法反應出行波在行波傳感器傳變過程中產生的波形畸變，易導致反演一次行波信號暫態信息缺失。可見，目前基于傅里葉變換進行頻域分析的行波信號反演方法，不能全面真實地反演出一次行波信號，一次行波信號的反演精度有待提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種電壓行波精確檢測方法和裝置，以解決現有技術中基于傅里葉變換進行頻域分析反演出的一次行波信號精度不高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明實施例的第一個方面，提供了一種電壓行波精確檢測方法，包括步驟：

采用EMD分解法將獲取的二次行波信號分解為不同頻段的第一IMF分量；

構建正演傳遞函數模型；

根據所述正演傳遞函數模型推導出反演模型；

基于所述反演模型利用維納濾波反演算法對各所述第一IMF分量進行反演，得到反演后的各個第二IMF分量；將各個所述第二IMF分量合成，得到反演一次行波信號。

可選的，采用EMD分解法將獲取的二次行波信號分解為不同頻段的第一IMF分量，包括：

根據EMD分解法，將所述二次行波信號分解為如下式：

式中，u_L(t)表示二次行波信號的時域形式；r_n表示殘余函數；c₁，c₂，…，c_n表示各個第一IMF分量。

可選的，構建正演傳遞函數模型，包括構建如下正演傳遞函數模型：