基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法技术

本发明专利技术一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法属于风力发电领域；包括电网电压跌落瞬间，电流激增，检测并采集待测信号；通过小波分析中的小波包分解检测待测信号的奇异点，提取出故障点，运用小波降噪方法将信号和噪声分离，进行重构；根据发生短路故障点，采集三路信号的短路信息；根据短路信息，通过小波熵算法的计算以及小波熵权曲线，判断故障相；根据不同的故障深度，设定不同的分相投切故障限流器投入方式的安全阈值；故障选相后，通过小波熵检测故障发生的深度，从而判断故障电压的跌落程度，和安全阈值进行比较，大于阈值，则故障限流器以对应方式的投入；本发明专利技术能够提升电网的低电压穿越的能力。

Method of improving low voltage ride through capability based on wavelet detection

The invention relates to a method for improving the low-voltage traversing ability of power grid based on wavelet detection, which belongs to the field of wind power generation, including detecting and collecting the signals to be measured at the instant of voltage drop, current surge, and detecting the singularities of the signals to be measured by wavelet packet decomposition in wavelet analysis, extracting the fault points and applying wavelet denoising method. The signal and noise are separated and reconstructed; the short-circuit information of the three-way signal is collected according to the fault point; the fault phase is judged by the calculation of wavelet entropy algorithm and wavelet entropy weight curve according to the short-circuit information; and the safety of different input modes of phase-splitting switching fault current limiter is set according to different fault depth. Threshold; after fault phase selection, the depth of fault occurrence is detected by wavelet entropy, and the degree of fault voltage drop is judged, and the safety threshold is compared. If the threshold is greater than, the fault current limiter is put into corresponding mode; the invention can improve the low voltage traversing ability of power grid.

【技术实现步骤摘要】
基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法
本专利技术一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法属于风力发电领域，尤其涉及一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法。
技术介绍
多数风电场位于比较偏僻的区域，风电场接入的电网大部分远离负荷中心。这种电网相对薄弱，容易发生波动，会影响到风电机组的稳定运行，甚至会大幅度跌落，如果此时风电机组发生大规模的解列，将会对电网的安全运行造成严重的威胁。随着用户对电网的自动化和智能化以及安全运行的要求越来越高，当电网发生电压跌落时，如何快速并且准确地识别并诊断故障，以便于分段投切桥式故障限流器的正确投入，是一个亟待的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，包括以下步骤：步骤a、电网电压跌落瞬间，电流激增，检测并采集待测信号；步骤b、通过小波分析中的小波包分解检测并处理待测信号的奇异点，提取出故障点，运用小波降噪方法将信号和噪声分离，进行重构；步骤c、根据发生短路的故障点，采集三路信号的短路信息；步骤d、根据短路信息，通过小波熵算法的计算以及小波熵权曲线，判断故障相；步骤e、根据不同的故障深度，设定分相投切故障限流器不同投入方式的安全阈值；步骤f、故障选相后，通过小波熵检测故障发生的深度，从而判断故障电压的跌落程度，和安全阈值进行比较，大于某档位的安全阈值，则故障限流器以对应方式的投入，以便于提升电网的低电压穿越的能力。所述基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，所述步骤b通过小波分析中的小波包分解检测待测信号的奇异点，所述小波包采用db4小波，db4小波进行五层分解，得到每层分解后的逼近信号和细节信号。所述基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，步骤d通过小波熵值计算以及小波熵权曲线判别故障相，所述故障相和非故障相的小波熵值和小波熵权曲线不同。所述基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，步骤e根据不同的故障深度，设定分相投切故障限流器投入方式的故障安全阈值有3个。有益效果：本专利技术提供了一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，在故障诊断方面，应用小波理论，使本专利技术具有良好的时频局部化特性，能够同时处理时域和频域的信号，对突变的信号非常敏感，来确定故障信号的发生，和傅里叶变换相比在故障检测和奇异点检测上有更大的优势；采用小波降噪方法分离故障信号和噪声，减少噪声等干扰信号对故障分析造成的误判，从而用小波熵确定故障相和分相投切故障限流器的投入方式，提高电网的低电压穿越能力。附图说明图1是一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法总体流程图。图2是db4小波函数线性图。图3是db小波N层多分辨率分解图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式作进一步详细描述。一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1、在电网电压跌落后，电流会突然增大，就会产生奇异点，首先由检测装置检测出奇异点；步骤2、通过小波降噪分离出故障信号和噪声，以便于排除噪声的干扰，在本质上是要在保留故障处信息所表示出的高频信号的前提下，并消除噪声表现出的高频信号；步骤3、用小波分解处理采集到的故障信号，得到故障信息，小波理论是基于时频信息的一种变分辨率的分析方法，因为小波分析对突变的信号非常敏感，所以和傅里叶变换相比在故障检测和奇异点检测上有更大的优势，本实施例中选取的是db4小波进行5层分解，其中db是Daubechies小波的简写，4是阶数，db4小波函数图形如图2所示，对db4小波进行多分辨率分析，分解信号的过程如下：将信号分解为不同尺度下的低频近似信号A和高频细节信号D，不同尺度具有不同的时间和频率分辨率，在每一层对近似信号A进一步分解，而对细节信号D则不考虑，分解关系式为S＝An+Dn+···+D2+D1，db小波N层多分辨率分解图如图3所示；步骤4、计算短路点和短路电流，将采集到的三路信号的短路信息进行小波熵计算，输电线路的故障相和非故障相信号的小波奇异熵值不同，并且由于故障相的时频分布不确定性比非故障相大，因此故障相的小波奇异熵值应该比非故障相大；步骤5、故障选相的判据是小波熵值以及小波熵权的不同，过程为对小波变换结果进行标准化，目的是将数据进行无量纲化处理，即消除指标间不同单位、不同度量的影响，以便得到各指标间标准化的分矩阵，无量纲化得到qj,k，得到每个尺度的熵值为说明了和正常稳态值的差异，对Ej进行归一化，得第j个频段相对重要性确定程度的熵值：从而定义小波熵权WEW为采用基于连续小波变换的多尺度WEW来突出暂态特征，由小波熵权曲线判断故障相，小波变换的方法将信号能量分解到不同频带上，计算各频带上的信号的能量并和正常信号各频带的能量进行比较，从而分析出故障信息；步骤6、故障选相后，因为不同故障深度得到的小波熵值不同，所以根据不同的小波熵值确定不同的故障限流器投切阈值，本实施例中设定故障安全阈值有3个，本实施例中涉及到的分相投切故障限流器的工作原理是当不同的故障深度时，会触发不同的IGBT导通和关断，使不同的限流电阻投入故障相，所以不同的故障深度根据小波熵值设定不同的阈值，控制不同的IGBT的导通和关断，当故障结束后，限流旁路从系统中退出，系统恢复正常运行，从而提高电网的低电压穿越能力。以上描述了本专利技术的基本步骤、主要判据和有益效果，可用于分相投切故障限流器低电压穿越系统，可以进行故障点信息采集，小波分解，故障相选择以及分段投切故障限流器的控制。本领域的技术人员可以对本专利技术实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、电网电压跌落瞬间，电流激增，检测并采集待测信号；步骤b、通过小波分析中的小波包分解检测并处理待测信号的奇异点，提取出故障点，运用小波降噪方法将信号和噪声分离，进行重构；步骤c、根据发生短路的故障点，采集三路信号的短路信息；步骤d、根据短路信息，通过小波熵算法的计算以及小波熵权曲线，判断故障相；步骤e、根据不同的故障深度，设定分相投切故障限流器不同投入方式的安全阈值；步骤f、故障选相后，通过小波熵检测故障发生的深度，从而判断故障电压的跌落程度，和安全阈值进行比较，大于某档位的安全阈值，则故障限流器以对应方式的投入，以便于提升电网的低电压穿越的能力。

【技术特征摘要】
1.一种基于小波检测提高电网低电压穿越能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、电网电压跌落瞬间，电流激增，检测并采集待测信号；步骤b、通过小波分析中的小波包分解检测并处理待测信号的奇异点，提取出故障点，运用小波降噪方法将信号和噪声分离，进行重构；步骤c、根据发生短路的故障点，采集三路信号的短路信息；步骤d、根据短路信息，通过小波熵算法的计算以及小波熵权曲线，判断故障相；步骤e、根据不同的故障深度，设定分相投切故障限流器不同投入方式的安全阈值；步骤f、故障选相后，通过小波熵检测故障发生的深度，从而判断故障电压的跌落程度，和安全阈值进行比较，大于某档位的安全阈值，则故障限流器以对应方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕艳玲，徐春婷，杨诗洁，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23