[發(fā)明專利]一種基于卡爾曼濾波的直流系統(tǒng)絕緣故障預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010956515.4
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112083299B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張開迪;李世勉;梁瑜;馮宗琮;王毅;董其宇;馮波;冉小康;徐溦;葉松;劉人豪;余佩
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司北碚供電分公司;重慶理工大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R27/02
• 代理公司: 重慶企進專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50251
• 代理人: 周輝

一種基于卡爾曼濾波的直流系統(tǒng)絕緣故障預(yù)測方法，先獲取直流母線對地的絕緣電阻值，建立母線對地絕緣電阻的數(shù)據(jù)庫；計算當前數(shù)據(jù)庫的平均絕緣電阻以及平均絕緣電阻與后一時刻的平均絕緣電阻的電阻差值ΔRsubgt;i/subgt;,i∈[1,N)；計算電阻差值ΔRsubgt;i/subgt;與對應(yīng)檢測間隔時間ΔTsubgt;i/subgt;的比值Xsubgt;i/subgt;；利用卡爾曼濾波分析比值系數(shù)的變化趨勢，并預(yù)測下一時刻的比值系數(shù)X；計算下一時刻的絕緣電阻增加值ΔR＝X×T；計算得到下一時刻的預(yù)測絕緣電阻值R＝Rsubgt;n/subgt;+ΔR；式中：Rsubgt;n/subgt;為預(yù)測絕緣電阻值R的前一時刻實際絕緣電阻值，T為預(yù)測絕緣電阻值R與前一時刻的間隔時間。本發(fā)明能夠根據(jù)絕緣電阻的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測下一時刻的絕緣電阻，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)故障點的預(yù)定位，有利于提高定位精度和效率等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別的涉及一種基于卡爾曼濾波的直流系統(tǒng)絕緣故障預(yù)測方法。

背景技術(shù)

直流系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，在發(fā)電廠、變電站及其他場所運用十分廣泛且分支網(wǎng)絡(luò)龐大，它用來供給繼電保護、控制、信號、計算機監(jiān)控、事故照明、交流不間斷電源等直流負荷。若直流系統(tǒng)絕緣狀態(tài)發(fā)生劇烈變化可能會造成繼電保護裝置的拒動或誤動，將會對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成很大的負面影響，因此需要對直流系統(tǒng)的絕緣電阻進行檢測。

近些年，針對直流系統(tǒng)絕緣電阻的檢測主要有如下方案：期刊《計算機測量與控制》于2019年刊載的“基于STM32的在線絕緣監(jiān)測裝置的設(shè)計”，運用不平衡電橋與平衡電橋的方法測量絕緣電阻，定位故障點，但該方法的誤差較大且操作繁瑣。期刊《電氣自動化》于2018年刊載的“基于改進不平衡電橋的直流系統(tǒng)故障檢測研究”，對平衡電橋法進行改進，使故障得到有效準確檢測，但無法精確定位故障點，且在變電站等強干擾情況下不能有效檢測。期刊《自動化應(yīng)用》于2015年刊載的“220kV變電站直流接地故障分析及查找措施”，以及期刊《電工技術(shù)學(xué)報》于2015年刊載的“基于動態(tài)差值法的直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測技術(shù)”，在漏電流檢測法的基礎(chǔ)上，運用動態(tài)差值法檢測絕緣電阻，此方法需要檢測漏電流，得出漏電流變化量，但此值較小，不易精確測量。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種能夠根據(jù)絕緣電阻的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測下一時刻的絕緣電阻，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)故障點的預(yù)定位，有利于提高定位精度和效率的直流系統(tǒng)絕緣故障預(yù)測方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于卡爾曼濾波的直流系統(tǒng)絕緣故障預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取直流母線對地的絕緣電阻值，建立母線對地絕緣電阻的數(shù)據(jù)庫；

S2、在每次獲取直流母線對地的絕緣電阻值后，計算當前數(shù)據(jù)庫的平均絕緣電阻

S3、計算前一時刻的平均絕緣電阻與后一時刻的平均絕緣電阻的電阻差值ΔR_i,i∈[1,N)；

S4、計算電阻差值ΔR_i與對應(yīng)檢測間隔時間ΔT_i的比值作為比值系數(shù)X_i；

S5、利用卡爾曼濾波分析比值系數(shù)的變化趨勢，并預(yù)測下一時刻的比值系數(shù)X；

S6、計算下一時刻的絕緣電阻增加值ΔR：

ΔR＝X×T

S7、計算得到下一時刻的預(yù)測絕緣電阻值R：

R＝R_n+ΔR

式中：R_n為預(yù)測絕緣電阻值R的前一時刻實際絕緣電阻值，T為預(yù)測絕緣電阻值R與前一時刻的間隔時間。