[發明專利]一種電能質量的分析方法

在審

• 申請號: 202310350736.0
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116482458A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 陳鵬駿;吳天;王勐喆
• 申請（專利權）人: 上海極熵數據科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06F16/242;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F16/27
• 代理公司: 蘇州源于思專利代理事務所(普通合伙) 32663
• 代理人: 李焱

本發明提供一種電能質量的分析方法，引入電網的電壓信號與電流信號，獲取電網工作時的電壓、電流以及頻率的偏差并將數據存儲至分布式平臺中。通過小波除噪原理處理擾動信號并聚合擾動信號的殘余電壓以確定擾動信號的置信度。提供了一種可靠的方法以挖掘電網工作中的電能質量問題。

技術領域

本發明涉及電能質量監測領域，特別涉及一種電能質量的分析方法。

背景技術

電能質量是指電力系統中電能的質量。理想的電能應該是完美對稱的正弦波。但是一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。我們需要研究并消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優質供電，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。電能質量問題可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或暫態過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種電能質量的分析方法，以解決電能質量問題影響電網對用戶端的供電效率。

為解決上述問題，本發明提供了一種能質量的分析方法，包括數據采集步驟、數據存儲步驟、數據處理步驟、數據計算步驟以及數據訪問步驟。所述數據采集步驟指通過監測設備收集監測對象的電能質量數據，所述監測對象為一電網；所述數據存儲步驟將以面向列式存儲的分布式數據庫HBase?或分布式存儲系統HDFS存儲所述電能質量數據；所述數據處理步驟將基于大數據平臺Transwarp進行數據分析以及數據整合，從而完成對各種異構數據的整合以及存儲；所述數據計算步驟將以分布式計算的方法對所述監測對象的電能質量數據進行計算，并將計算結果存入MySQL數據庫中；所述數據訪問步驟能夠利用前端服務器訪問MySQL數據庫，并對所述計算結果進行展示。

進一步地，在數據采集步驟之前還包括監測設備建立步驟，所述監測設備包括光電隔離模塊以引入監測對象的電壓信號，所述監測設備還包括高精度電流傳感器以引入監測對象的電流信號。

進一步地，所述電能質量數據為一數據集，包括至少一個數據單元，每一數據單元包括監測對象名稱、發生時間、測量指標以及測量值。

進一步地，所述測量指標包括電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡度、諧波、間諧波、電壓波動、電壓暫升、電壓暫降以及電壓中斷。

進一步地，所述分布式數據庫包括RegionServer模塊、HMaster模塊以及ZooKeeper模塊。RegionServer模塊能夠存放和管理本地區域數據，能夠讀寫HDFS，管理Table中的數據，能夠獲取并讀寫元數據；HMaster模塊能夠實現所述RegionServer模塊的負載均衡，能夠管理和分配本地區域數據，并具有權限控制功能；ZooKeeper模塊能夠存放整個?HBase集群的元數據以及集群的狀態信息。

進一步地，所述數據計算步驟包括指標統計步驟、擾動除噪步驟以及統計分析步驟。指標統計步驟是指計算所訴各個測量指標每年和/或每月和/或每日測量值的最大值、最小值以及平均值；擾動除噪步驟是利用小波包除噪原理，設置一個閾值λ來實現噪聲與擾動信號的分離；統計分析步驟是對多個擾動信號進行統計，從而分析擾動信號信息。

進一步地，在所述擾動除噪步驟中，疊加了噪聲的信號在尺度?n?的小波變換系數為?Cn，并假設H1:?C1=C2=…=CN；H2:?C1=C2=…=Cn≠Cn+1≠…=CN-1=CN；若?H1?正確，則表示檢測信號不含有擾動信號，假設?H2?正確，則擾動信號發生在?n+1的位置；若H1?不成立，而?H2?成立，除去絕對值最大的小波變換系數，令?N=N-1?并重新計算H1的值。否則，絕對值最大的小波變換系數就設置為閾值λ。