[發(fā)明專(zhuān)利]一種特高壓換流站中故障波形的自動(dòng)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011598835.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112731064B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李帷韜;張雪松;李奇越;孫偉;鄧玉星;侯建平;胡平路;管樹(shù)志;楊盛世
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開(kāi)了一種特高壓換流站中故障波形的自動(dòng)識(shí)別方法，主要包括：1.有效數(shù)據(jù)分類(lèi)，2.切換事件分類(lèi)，3.故障分類(lèi)，4.電能質(zhì)量分類(lèi)。本發(fā)明采用離故障更近的線(xiàn)路裝置來(lái)收集故障波形，使得收集的數(shù)據(jù)更加精確，且不需要大的數(shù)據(jù)集并采用簡(jiǎn)單的算法即可實(shí)現(xiàn)對(duì)特高壓換流站故障事件的自動(dòng)分類(lèi)，提高分類(lèi)的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特高壓換流站故障領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種特高壓換流站中故障波形的自動(dòng)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，特高壓換流站故障的性質(zhì)、定位及診斷分析對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。采用“智能”重合閘裝置是電網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)重要進(jìn)步，該裝置通過(guò)監(jiān)測(cè)三相電壓和電流中每相的原始電壓和電流波形來(lái)提供配電自動(dòng)化，以便保護(hù)線(xiàn)路人員和設(shè)備，隔離故障，消除意外跳閘以及清除臨時(shí)故障。位于田納西州查塔努加當(dāng)?shù)氐碾娏镜碾娏ξ瘑T會(huì)在其整個(gè)配電網(wǎng)中部署了1200個(gè)線(xiàn)路裝置，其中大約350個(gè)處于“正常開(kāi)放”狀態(tài)。在操作過(guò)程中，平均每個(gè)月記錄700個(gè)特殊的故障，然而，由于連接的線(xiàn)路裝置可能會(huì)報(bào)告同樣的擾動(dòng)，實(shí)際報(bào)告的擾動(dòng)數(shù)量會(huì)高得多。特高壓換流站目前使用“手工”技術(shù)進(jìn)行電氣擾動(dòng)分析，但是這種技術(shù)僅能分析記錄擾動(dòng)總數(shù)的2％。在六個(gè)月的時(shí)間里，收集到的故障數(shù)據(jù)大約有25,000份，這使得使用“手工”方法篩選和分析所有收集到的數(shù)據(jù)的時(shí)間和成本過(guò)高。

現(xiàn)有技術(shù)的工作主要集中于對(duì)特高壓換流站中特定故障類(lèi)型的分析和分類(lèi)，其中大部分集中在電能質(zhì)量上。對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)的分析和分類(lèi)主要包括:電壓驟降和驟升、諧波、瞬間中斷、閃爍、缺口、尖峰或瞬變。還有些工作集中于對(duì)故障或者與變壓器相關(guān)的故障工件的識(shí)別。

1.目前大多數(shù)特高壓換流站故障分析技術(shù)都使用了模擬波形數(shù)據(jù)，使用實(shí)驗(yàn)室生成的波形或者仿真波形的大數(shù)據(jù)集進(jìn)行開(kāi)發(fā)/訓(xùn)練，并使用真實(shí)或?qū)嶒?yàn)室生成的波形集來(lái)驗(yàn)證其方法。但是，即使在使用真實(shí)波形數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)也是由位于特高壓換流站內(nèi)的繼電器或傳感器收集的，位于特高壓換流站的記錄裝置與故障事件本身之間存在累積阻抗，這會(huì)消除故障的許多波形特征。

2.多數(shù)技術(shù)需要使用大數(shù)據(jù)集、復(fù)雜的波形變換或計(jì)算復(fù)雜的分類(lèi)算法。盡管現(xiàn)有的特高壓換流站的數(shù)據(jù)庫(kù)很大，但某些事件類(lèi)型卻很少發(fā)生，不是每種電干擾事件類(lèi)型都有大的數(shù)據(jù)集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種特高壓換流站中故障波形的自動(dòng)識(shí)別方法，以期采用離故障更近的線(xiàn)路裝置來(lái)收集故障波形，使得收集的數(shù)據(jù)更加精確，且不需要大的數(shù)據(jù)集并采用簡(jiǎn)單的算法即可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障事件的自動(dòng)分類(lèi)，提高分類(lèi)的準(zhǔn)確性和效率。

本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種特高壓換流站中故障波形的自動(dòng)識(shí)別方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：

步驟一：從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取一個(gè)故障事件所對(duì)應(yīng)瞬態(tài)數(shù)據(jù)交換文件，并計(jì)算瞬態(tài)數(shù)據(jù)交換文件中任意第k個(gè)波形數(shù)據(jù)的均方根包絡(luò)x_r(k)，當(dāng)均方根包絡(luò)x_r(k)中所包含的樣本數(shù)量達(dá)到所設(shè)定的閾值時(shí)，表示所述故障事件為有效數(shù)據(jù)并記錄；

步驟二：計(jì)算歸一化后的第k個(gè)波形數(shù)據(jù)的均方根包絡(luò)并與電流閾值τ_x作比較，從而利用式(1)得到第k個(gè)波形數(shù)據(jù)的二進(jìn)制波形函數(shù)y(k)：

步驟三：利用式(1)得到第k個(gè)波形數(shù)據(jù)的一階差分t(k)：

式(2)中，y(k-1)表示第k-1個(gè)波形數(shù)據(jù)的二進(jìn)制波形函數(shù)，Δh表示第k個(gè)波形數(shù)據(jù)和第k-1個(gè)波形數(shù)據(jù)之間的增量；

步驟四：根據(jù)所述一階差分t(k)確定故障事件的狀態(tài)變化：