基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，包括获取电网中所有的电流波形；提取实时敏感谐波电流；获取历史敏感谐波电流；计算实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的匹配度均值；判断所述匹配度均值是否大于0.3；如果匹配度均值小于0.3，进行电能质量较低报警；如果匹配度均值大于或等于0.3，则进一步判断实时敏感谐波电流均值和实时敏感谐波电流方差是否在各自对应的阈值范围内；如果任一值不在各自对应的阈值范围内时，则进行电能质量较低报警。本发明专利技术的实施例提供的方法，通过计算实时敏感谐波电流与历史敏感谐波电流的匹配度判断电网中的电能质量，能够有效提高电能质量监测的准确性和电能质量预警的实时性。

【技术实现步骤摘要】
基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法及系统
本专利技术涉及电力监测
，尤其涉及一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法及系统。
技术介绍
电能质量是反映供电企业向用户供应的电能是否合格的概念，它与电力系统安全经济运行息息相关，并对用户正常生产工艺过程及产品质量产生重要影响。随着国民经济的发展，电弧炉、轧机、点焊机、电力机车等大功率冲击性负荷被大量接入电网，对电网电能质量产生了严重影响，因此对电能质量的监测显得尤为重要。谐波电流是电能质量监测的一个重要指标。相关技术中，电能质量的监测方法包括定时巡回监测法、专项监测法、电力扰动数据分析法以及谐波分析法，其中，谐波分析法通过提取电网中的各次谐波电流，并计算出各次谐波电流的幅值和相角，然后对各次谐波电流进行分析，与国家规定标准进行比较，以此来判断电能质量，针对不同类型的谐波分析方法不同，例如，对于稳态谐波，可用快速哈特莱变换(FastHartleyTransformation，FHT)和离散小波变换进行分析；对于暂态谐波，可用改进的快速傅里叶变换(FastFourierTransformation，FFT)分析和小波变换进行分析。然而，现有技术中采集到的各种监测数据不是实时数据，各监测数据之间也没有关联，不仅对电能质量的监测不够精确，而且难以实现电能质量的实时监测和预警，影响了电能质量监测的准确性和电能质量预警的实时性。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法及系统。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，所述方法包括：以时间为参数，获取电网中所有的电流波形；从所述电流波形中获取预设时间段内的实时谐波电流；从所述实时谐波电流中提取实时敏感谐波电流；获取历史谐波电流，所述历史谐波电流为与所述实时谐波电流同一预设时间段的谐波电流；从所述历史谐波电流中提取历史敏感谐波电流，其中，所述历史敏感谐波电流为与所述实时敏感谐波电流同一阶次的谐波电流；计算所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的匹配度；根据所述匹配度计算匹配度均值；判断所述匹配度均值是否大于0.3；如果所述匹配度均值小于0.3，则进行电能质量较低报警；如果所述匹配度均值大于或等于0.3，则分别计算实时敏感谐波电流均值、实时敏感谐波电流方差、历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距；根据所述历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距确定均值阈值范围和方差阈值范围；判断所述实时敏感谐波电流均值是否在所述均值阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流均值不在所述均值阈值范围内，则进行电能质量较低报警；如果所述实时敏感谐波电流均值在所述均值阈值范围内，则判断所述实时敏感谐波电流方差是否在所述方差阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流方差不在所述方差阈值范围内，则进行电能质量较低报警。可选地，所述历史谐波电流包括预设天数内的谐波电流。可选地，提取的所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的个数相等、且均大于1。可选地，所述匹配度的计算公式为：其中，P0i指第i天的所述历史敏感谐波电流与所述实时敏感谐波电流的匹配度，j指提取的敏感谐波电流的个数，X0j指第j个所述实时敏感谐波电流，Xij指前第i天的第j个敏感谐波电流值。可选地，所述根据所述历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距确定均值阈值范围和方差阈值范围的方法包括：以所述历史敏感谐波电流期望为中心，确定半径为0.05的均值闭区间；将所述均值闭区间作为均值阈值范围；以所述历史敏感谐波电流二阶中心距为中心，确定半径为0.05的方差闭区间；将所述方差闭区间作为方差阈值范围。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警系统，所述系统包括：电网数据采集模块，用于采集电网中所有的电流波形，并保存所述电流波形；实时数据采集模块，用于从所述电网数据采集模块中提取预设时间段内的实时谐波电流，并从所述实时谐波电流中提取实时敏感谐波电流；历史数据采集模块，用于从所述电网数据采集模块中提取与所述实时谐波电流同一预设时间段的历史谐波电流，并从所述历史谐波电流中提取历史敏感谐波电流；匹配计算模块，用于计算所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的匹配度，并计算所述匹配度的均值；数据计算模块，用于计算实时敏感谐波电流均值、实时敏感谐波电流方差、历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距，并确定均值阈值范围和方差阈值范围；在线评估预警报警模块，用于判断电能质量是否较低并进行电能质量较低报警。本专利技术的实施例提供的基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，通过实时采集电网中的电流波形，并从电流波形中提取实时敏感谐波电流，计算实时敏感谐波电流与历史敏感谐波电流的匹配度，并根据匹配度判断电网中的电能质量，能够有效提高电能质量监测的准确性和电能质量预警的实时性。另外，本专利技术的实施例提供的基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警系统，包括电网数据采集模块、实时数据采集模块、历史数据采集模块、匹配计算模块、数据计算模块以及在线评估预警报警模块，能够实时采集电网中的电流波形，并从电流波形中提取实时敏感谐波电流，并计算实时敏感谐波电流和历史敏感电流的匹配度，保证了采集到的谐波电流的实时性，能够有效提高电能质量预警的实时性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警系统的结构示意图。符号说明：1-电网数据采集模块、2-实时数据采集模块、3-历史数据采集模块、4-匹配计算模块、5-数据计算模块、6-在线评估预警报警模块。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。参见图1，为本专利技术实施例提供的一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法的流程示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法包括：步骤S1001，以时间为参数，获取电网中所有的电流波形。实时采集电网中各个时刻的电流波形，根据获取的时间进行编号并保存采集到的电流波形，其中，电流波形数据包括电流的频率以及幅值。步骤S1002，从所述电流波形中获取预设时间段内的实时谐波电流。从电流波形中提取出预设时间段内的电流波形，将电流波形按傅里叶级数展开获得预设时间段内电网中实时电流的实时谐波电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，其特征在于，包括：以时间为参数，获取电网中所有的电流波形；从所述电流波形中获取预设时间段内的实时谐波电流；从所述实时谐波电流中提取实时敏感谐波电流；获取历史谐波电流，所述历史谐波电流为与所述实时谐波电流同一预设时间段的谐波电流；从所述历史谐波电流中提取历史敏感谐波电流，其中，所述历史敏感谐波电流为与所述实时敏感谐波电流同一阶次的谐波电流；计算所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的匹配度；根据所述匹配度计算匹配度均值；判断所述匹配度均值是否大于0.3；如果所述匹配度均值小于0.3，则进行电能质量较低报警；如果所述匹配度均值大于或等于0.3，则分别计算实时敏感谐波电流均值、实时敏感谐波电流方差、历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距；根据所述历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距确定均值阈值范围和方差阈值范围；判断所述实时敏感谐波电流均值是否在所述均值阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流均值不在所述均值阈值范围内，则进行电能质量较低报警；如果所述实时敏感谐波电流均值在所述均值阈值范围内，则判断所述实时敏感谐波电流方差是否在所述方差阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流方差不在所述方差阈值范围内，则进行电能质量较低报警。...

【技术特征摘要】
1.一种基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，其特征在于，包括：以时间为参数，获取电网中所有的电流波形；从所述电流波形中获取预设时间段内的实时谐波电流；从所述实时谐波电流中提取实时敏感谐波电流；获取历史谐波电流，所述历史谐波电流为与所述实时谐波电流同一预设时间段的谐波电流；从所述历史谐波电流中提取历史敏感谐波电流，其中，所述历史敏感谐波电流为与所述实时敏感谐波电流同一阶次的谐波电流；计算所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的匹配度；根据所述匹配度计算匹配度均值；判断所述匹配度均值是否大于0.3；如果所述匹配度均值小于0.3，则进行电能质量较低报警；如果所述匹配度均值大于或等于0.3，则分别计算实时敏感谐波电流均值、实时敏感谐波电流方差、历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距；根据所述历史敏感谐波电流期望以及历史敏感谐波电流二阶中心距确定均值阈值范围和方差阈值范围；判断所述实时敏感谐波电流均值是否在所述均值阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流均值不在所述均值阈值范围内，则进行电能质量较低报警；如果所述实时敏感谐波电流均值在所述均值阈值范围内，则判断所述实时敏感谐波电流方差是否在所述方差阈值范围内；如果所述实时敏感谐波电流方差不在所述方差阈值范围内，则进行电能质量较低报警。2.根据权利要求1所述的基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，其特征在于，所述历史谐波电流包括预设天数内的谐波电流。3.根据权利要求1所述的基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，其特征在于，提取的所述实时敏感谐波电流和历史敏感谐波电流的个数相等、且均大于1。4.根据权利要求3所述的基于特征数据优选匹配的电能质量监测预警方法，其特征在于，所述匹配度的计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成，姬常杰，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53