[發明專利]一種電壓暫降波形起止時刻定位方法及裝置

在審

• 申請號: 202210073628.9
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114487572A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 胡畔;黃曾睿;李偉;丁凱;錢一民;王易;鄭劍
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R19/175
• 分類號: G01R19/175;G01R23/16
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種電壓暫降波形起止時刻定位方法及裝置，該方法包括如下步驟：步驟一、采用最大堆疊離散小波變換的方法，計算電壓的頻譜能量，所述電壓的頻譜能量包括尺度系數能量和小波系數能量；步驟二、采用尺度系數能量作為電壓暫降波形起止時刻的計算指標，當尺度系數能量等于設置的參考能量閾值時，確定所述尺度系數能量對應波形上的采樣點即為電壓暫降開始時刻或結束時刻。本發明采用最大堆疊離散小波變換的方法，計算電壓的頻譜能量，通過頻譜能量在不同時刻下的變化，確定電壓暫降事件的波形起止時刻，該方法可以解決傳統方法不能真實反映電壓暫降事件的起止時刻的問題，同時計算更加準確，更適合用于工程實踐的實時應用。

技術領域

本發明涉及電壓暫降技術領域，具體是一種基于最大堆疊離散小波變換的電壓暫降波形起止時刻定位方法。

背景技術

電壓暫降是主要的電能質量問題之一，通常由短路故障、變壓器激磁、大型電機啟動引起電流短時增加，從而導致電壓有效值短時降低。其中，短路故障是電壓暫降的主要原因。電壓暫降幅值和持續時間是電壓暫降的兩個重要指標。準確估計電壓暫降幅值和持續時間對于幫助選擇電壓暫降治理設備和提高設備免疫力是非常重要。

目前，電壓暫降幅值和持續時間計算的常規方法是對電壓有效值進行分析，定位電壓暫降的起止時刻。盡管上述方法簡單有效，但基于電壓有效值的方法可能會在某些事件特征的估計中出現錯誤。例如，在電壓暫降發生時，電壓有效值不會立即下降到較低值，而是在過渡過程中持續一段時間，并且電壓有效值在故障后不會立即恢復，這會導致錯誤定位電壓暫降的開始和恢復時刻。

傳統的基于電壓有效值的電壓暫降起止時刻定位方法如下：

第一步：根據電壓波形數據計算電壓有效值。通常以電壓一個完整周期的均方根值來衡量電壓有效值的大小。采樣點離散的情況下電壓均方根值v_rms的計算公式為：

式中，v(m)為第m個點電壓的瞬時值，△k為一個完整電壓周期內的采樣數；

第二步：根據計算所得的電壓均方根值v_rms繪制電壓有效值隨時間的變化，如圖1所示；

第三步：根據電壓暫降持續時間的定義，電壓暫降閾值設定為0.9p.u.，那么此時可以找到電壓幅值0.9p.u.對應的電壓暫降的起始時間為k₁^rms，終止時間為k₂^rms。

由圖1所示電壓波形可知，電壓暫降的實際開始時間對應波形點k₁，實際結束時間對應波形點k₂，顯然與上述計算的k₁^rms和k₂^rms不一致，說明傳統的基于電壓有效值的計算方法不能真實反映電壓暫降事件的起止時刻。此外，該傳統方法需要逐點計算電壓有效值，因此計算速度慢，不能在工程實踐中實時應用。

本申請的發明人在實現本發明的過程中經過研究發現：相電壓的頻譜能量可以很好地用于表征電壓暫降，其性能與基于電壓有效值的方法完全相同。在電壓暫降前和電壓暫降持續的過程中，相電壓包含了大量高頻分量，稱之為暫態，暫態分析可以準確地識別出電壓暫降開始和恢復時在電壓波形上對應的時刻。

因此，本發明提出一種基于最大堆疊離散小波變換的電壓暫降波形起止時刻定位方法。其中，電壓的頻譜能量由尺度系數能量和小波系數能量進行分解，利用相電壓的尺度系數能量對電壓暫降進行刻畫，提出符合定義的電壓暫降波形起止時刻定位方法。

發明內容