基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，在不添加任何设备的前提下，能够准确辨识电子式电流互感器的异常状态，为复杂运行环境下的数字式计量系统长期误差稳定性、可靠性评估提供方法支撑，最终促进新一代智能变电站的发展以及数字式计量系统的技术进步和推广应用。

An anomaly identification method of electronic current transformer based on station joint measurement

The invention discloses an anomaly identification method of electronic current transformer station joint measurement based on the premise of not adding any equipment, can accurately identify the abnormal state of electronic current transformer, provide a method for the long-term stability and reliability of digital error measurement system of the complex operating environment evaluation, finally promote technological progress application and development of a new generation of intelligent substation and digital measurement system.

【技术实现步骤摘要】
基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法
本专利技术涉及一种基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，属于数字化变电站

技术介绍
智能电网是我国电网发展的重要方向，智能变电站是智能电网建设的重要环节，是电网最为重要的基础运行参量采集点、管控执行点和未来智能电网的支撑点，其发展建设直接影响到我国智能电网建设的总体水平。按照国家电网公司建设统一坚强智能电网的规划，“十二五”期间我国将建设110kV及以上智能变电站6100座。数字式计量系统是智能变电站的重要组成部分，由电子式互感器、合并单元以及数字化电能表构成，其稳定性和可靠性关系到贸易结算的公平公正。随着多座智能变电站的试点投运，已有大量电子式电流互感器得到了推广与应用。电子式电流互感器是数字式计量系统的关键设备，其转换精度、稳定度在整个计量系统误差控制中起主导作用。但由于采用了新型传感器和电子部件，仍然存在如下问题：电子式电流互感器在安装运行前均已通过各类型式试验，但在现场复杂环境下电子式电流互感器易受电磁环境、温湿度、振动等外界因素影响；复杂环境下电子式电流互感器运行误差超差或故障常在多种外界干扰源交叉作用下发生，仅仅通过短时单一加载干扰源的方法无法全面评估电子式电流互感器性能，缺乏多种典型干扰源下电子式电流互感器理论建模与试验技术研究。此外，由于数字电能表的输入基于IEC61850协议的网络报文，诸如网络冲击、电源异常等都会对数字电能表造成较大的影响。因此，智能变电站内数字式计量系统普遍存在准确性、稳定性等问题，导致数字式计量系统尚不能独立用于关口计量点的贸易结算。目前，有些智能变电站内采用传统电能计量装置和数字式计量装置两套系统并列运行的冗余设计方案，两套系统对同一计量点互为比对测量，这种过渡模式明显增大了建站成本，且不符合智能变电站的发展要求。综上所述，新一代智能变电站的发展需要数字式计量系统的技术进步，智能变电站稳定安全的在线运行和数字式计量系统的长期误差稳定性与可靠性息息相关。数字式计量系统的长期误差稳定性、可靠性和计量可信度的提高，有助于提升数字式计量系统的水平，充分发挥其数字化、智能化技术优势，为智能电网建设做好技术支撑，具有巨大的经济效益与社会效益。因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，包括以下步骤，步骤1，读取同一间隔三相的电子式电流互感器的输出电流iA、iB、iC；步骤2，在一定计算时间窗口内，计算三相电流iA、iB、iC的各次谐波；步骤3，在时间尺度上对比各相电流的各次谐波；步骤4，如果发现某相的电流谐波出现持续异常，则判定该相上的电子式电流互感器有可能发生异常，否则返回到步骤2。所述电子式电流互感器的输出电流为离散值。定义计算时间窗口为N个共频周期，三相电流iA、iB、iC的各次谐波计算公式为，Fi[:]＝FFT(ix[:])fi[j]＝(j-1)×fs/Nsix(m)＝Fi(m×50×Ns/fs+1)其中，Ns为参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列的样本数量，Ns＝fs/50×N，fs为电子式电流互感器的采样频率，j为整数，j＝1,2,…,Ns，FFT为快速傅里叶变换运算，ix[:]为维度是Ns的参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列，Fi[:]为维度是Ns的某相电流经过FFT后的电流幅值结果序列，fi[j]为实际频率结果序列，ix(m)为某相电流的m次谐波分量大小。时间尺度范围为T，则在T时间内存在组各相电流谐波。辨识电子式电流互感器异常的方法为，如果在T时间内的组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＜0.2、|KBC(m)-1|＜0.2，则各相电子式电流互感器运行正常；其中，为A相电流的m次谐波分量与B相电流的m次谐波分量的谐波比率，为B相电流的m次谐波分量与C相电流的m次谐波分量的谐波比率；如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＞0.2、|KBC(m)-1|＜0.2，则判定A相上的电子式电流互感器可能发生异常，其中，如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＜0.2、|KBC(m)-1|＞0.2，则判定C相上的电子式电流互感器可能发生异常；如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＞0.2、|KBC(m)-1|＞0.2，则判定B相上的电子式电流互感器可能发生异常。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术在不添加任何设备的前提下，能够准确辨识电子式电流互感器的异常状态，为复杂运行环境下的数字式计量系统长期误差稳定性、可靠性评估提供方法支撑，最终促进新一代智能变电站的发展以及数字式计量系统的技术进步和推广应用。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，包括以下步骤：步骤1，读取同一间隔三相的电子式电流互感器的输出电流iA、iB、iC。电子式电流互感器的输出电流为离散值，采样频率范围为fs＝1kHz～4kHz。步骤2，在一定计算时间窗口内，计算三相电流iA、iB、iC的各次谐波。定义计算时间窗口为N个共频周期，N取值范围为50～100，三相电流iA、iB、iC的各次谐波计算公式为：Fi[:]＝FFT(ix[:])fi[j]＝(j-1)×fs/Nsix(m)＝Fi(m×50×Ns/fs+1)其中，Ns为参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列的样本数量，Ns＝fs/50×N，j为整数，j＝1,2,…,Ns，FFT为快速傅里叶变换运算，ix[:]为维度是Ns的参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列，Fi[:]为维度是Ns的某相电流经过FFT后的电流幅值结果序列，fi[j]为实际频率结果序列，ix(m)为某相电流的m次谐波分量大小，m＝1，3，5。步骤3，在时间尺度上对比各相电流的各次谐波。时间尺度范围为T，T＝(10min×60)秒～(30min×60)秒，则在T时间内存在组各相电流谐波。步骤4，如果发现某相的电流谐波出现持续异常，则判定该相上的电子式电流互感器有可能发生异常，否则返回到步骤2。辨识电子式电流互感器异常的方法为：1、如果在T时间内的组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＜0.2、|KBC(m)-1|＜0.2，则各相电子式电流互感器运行正常；其中，为A相电流的m次谐波分量与B相电流的m次谐波分量的谐波比率，为B相电流的m次谐波分量与C相电流的m次谐波分量的谐波比率。2、如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＞0.2、|KBC(m)-1|＜0.2，则判定A相上的电子式电流互感器可能发生异常，其中，S一般取值为3、如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＜0.2、|KBC(m)-1|＞0.2，则判定C相上的电子式电流互感器可能发生异常。4、如果在T时间内的有超过S组各相电流谐波均满足|KAB(m)-1|＞0.2、|KBC(m)-1|＞0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，读取同一间隔三相的电子式电流互感器的输出电流i

【技术特征摘要】
1.基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，读取同一间隔三相的电子式电流互感器的输出电流iA、iB、iC；步骤2，在一定计算时间窗口内，计算三相电流iA、iB、iC的各次谐波；步骤3，在时间尺度上对比各相电流的各次谐波；步骤4，如果发现某相的电流谐波出现持续异常，则判定该相上的电子式电流互感器有可能发生异常，否则返回到步骤2。2.根据权利要求1所述的基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，其特征在于：所述电子式电流互感器的输出电流为离散值。3.根据权利要求1所述的基于站内联合测量的电子式电流互感器异常辨识方法，其特征在于：定义计算时间窗口为N个共频周期，三相电流iA、iB、iC的各次谐波计算公式为，Fi[:]＝FFT(ix[:])fi[j]＝(j-1)×fs/Nsix(m)＝Fi(m×50×Ns/fs+1)其中，Ns为参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列的样本数量，Ns＝fs/50×N，fs为电子式电流互感器的采样频率，j为整数，j＝1,2,…,Ns，FFT为快速傅里叶变换运算，ix[:]为维度是Ns的参与本次快速傅里叶变换的某相电流序列，Fi[:]为维度是Ns的某相电流经过FFT...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄奇峰，卢树峰，杨世海，李志新，赵双双，周赣，陈刚，符旺，徐敏锐，郭兴昕，陈铭明，陆子刚，吴桥，尧赣东，王少华，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32