一种基于小波变换的电压暂降源识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于小波变换的电压暂降源识别方法，包括1）对三相电压数据进行有效值变换，确定电压等级和采样频率；2）确定暂降起始点、暂降恢复点以及暂降点范围；3）利用暂降点范围内电压数据的分布特点初步判断电压暂降源；4）初步判断无法得出结果的情况下，对三相电压数据进行小波变换，然后利用各相电压暂降起始点以及暂降恢复点的小波变换值，以及小波变换值之间的关系，进一步判断电压暂降源。本发明专利技术可以在电压存在暂降情况时可靠的找到暂降源，同时本发明专利技术的方法可实现基于三相电压采样数据的完全机器识别，能够大大提高电压暂降源的识别效率，为电力系统检修和运维提供更加可靠高效的数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小波变换的电压暂降源识别方法
本专利技术涉及电压暂降识别
，特别是一种基于小波变换的电压暂降源识别方法。
技术介绍
目前，通常电压暂降源识别方法是：利用电压暂降记录装置采集到的电压波形，利用大数据聚类对暂降数据进行聚类识别，再通过人工贴标签的方式对聚类出的每一类别进行判断。其不足是：聚类特征值选取多为经验判断，没有理论支持的聚类结果，导致针对不同数据来源聚类结果不一致；同时方法需要进行人工判断对每个聚类打标签，不能做到完全机器识别。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种基于小波变换的电压暂降源识别方法，可提高电压暂降源的识别效率，并可支持机器识别。本专利技术采取的技术方案为：一种基于小波变换的电压暂降源识别方法，包括：S1，采集线路三相电压数据，对采集到的数据进行有效值变换，确定线路电压等级和数据采样频率；S2，从S1采集到的三相电压数据中获取三相电压的暂降起始点和暂降恢复点，确定包含暂降起始点和暂降恢复点的暂降点范围；S3，定义暂降点范围内各相线路电压采样值的电压暂升和电压暂降判断依据，进而判断暂降点范围内各相线路为电压暂升或电压暂降；S4，根据暂降点范围内三相线路电压暂升或电压暂降的判断结果，识别电压暂降源：若三相线路中至少有一相为电压暂升同时有一相为电压暂降，则电压暂降源为单相短路故障；若三相线路中有一相为电压暂升同时有两相为电压暂降，则电压暂降源为两相短路故障；否则转至步骤S5；S5，设定小波变换值的阈值，对暂降点范围内的电压采样数据进行小波变换，并根据小波变换结果进行以下判断：判断暂降最低相的暂降恢复点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若否则电压暂降源为非短路故障，转至步骤S6，若是则电压暂降源为短路故障，转至步骤S7；S6，判断暂降最低相的暂降起始点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若是则电压暂降由变压器投切导致，若否则电压暂降由电动机启动导致；S7，定义相间小波变换差值的阈值，定义三相电压暂降平衡方程，判断暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路是否大于或等于两相：若是则判断暂降恢复点处三相线路电压的小波变换值，是否满足三相电压暂降平衡方程，若满足则电压暂降由三相短路故障导致，若不满足则转至步骤S9；若暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路只有一相，则转至步骤S8；S8，判断暂降恢复点处小波变换值小于小波变换阈值的两相之间，暂降恢复点的小波变换差值是否大于相间小波变换差值的阈值，若不大于则电压暂降由接地系统的单相故障导致；S9，判断除暂降最低相外，其余两相暂降恢复点处小波变换值的差值是否不大于相间小波变换差值的阈值，若是则电压暂降由单相短路故障导致，若否则电压暂降由两相短路故障导致。本专利技术所述暂降最低相即暂降范围内具有最小电压有效值的一相。步骤S1包括根据系统电压等级确定电压暂降参考基准值，根据数据采样时间间隔确定采样频率，对三相电压数据进行有效值计算，还包括对三相电压数据的有效值进行标幺化处理。优选的，步骤S1还包括，基于有效值变换后的三相电压数据，判断是否存在满足国标暂降定义的数据，若不存在则丢弃数据，若存在则转至步骤S2。根据国标GB/T30137-2013《电能质量电压暂降与短时中断》定义：电力系统中某点工频电压均方根值突然降低至0.1p.u.~0.9p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象为电压暂降。本专利技术获取的初始数据为一段时间内的三相电压数据，满足国标暂降定义的采样点包含了暂降起始点和暂降恢复点，以及两点前后的三相电压数据。本专利技术利用国标暂降定义进行电压数据的初步筛选，可减少不存在暂降时不必要的计算和判断，提高数据处理效率。优选的，步骤S2中，以三相电压数据第一次跌落到线路电压等级对应相电压的0.9p.u.时的采样点作为暂降起始点，在暂降起始点后的128个采样点后，开始查找暂降的恢复点。暂降恢复点即相电压恢复至大于0.9p.u.的采样点。在128点后才开始查找恢复点，可以排除很多谐波毛刺的干扰。所选择的暂降起始点即三相中最先进入暂降状态的一相的一对起始点和恢复点，也就是暂降起始点最早的点。优选的，步骤S2中，以三相线路中最先进入暂降状态的一相电压暂降的起始点和恢复点作为三相电压的暂降起始点和暂降恢复点。优选的，所述暂降点范围包括暂降起始点前64个采样点，暂降起始点到暂降恢复点之间的采样点，以及暂降恢复点之后的64个采样点。缩小后的暂降点范围更加靠近暂降中心。优选的，步骤S3中，暂降点范围内各相线路电压采样值的电压暂升和电压暂降判断依据为：对于任意一相，若暂降点范围内有不小于80%的采样点电压在0.9p.u.以下，则判定为电压暂降；若暂降点范围内有不小于20%的采样点电压在1.1p.u.以上，则判定为电压暂升。优选的，步骤S5中，小波变换采用三次B样条小波，小波变换阈值为4，步骤S7中相间小波变换差值的阈值为1.5。小波变换阈值的物理含义与暂降的类型有关，数学含义与暂降波形的斜率有关。这个值的设定将直接影响最后的分类效果。本专利技术通过江苏电网3个月近30000条数据的实验证明实际分类效果最优选择为4。优选的，S7中，所述三相电压暂降平衡方程为：平衡系数*暂降恢复点处小波变换值最大相>=其余两相小波变换值之和，平衡系数的经验取值范围为1.5~2.0，优选的，平衡系数的取值为1.6。有益效果本专利技术首先通过暂降区间内三相电压暂降和暂升电压值的分布情况，初步判断电压暂降源，然后对于无法通过电压值分布情况判断的情况，利用小波变换对三相电压采样数据进行三次B样条小波变换处理，再根据各相在暂降恢复点以及暂降起始点处的小波变换值，进一步判断电压暂降源。即利用本专利技术可以在电压存在暂降情况时可靠的找到暂降源，同时本专利技术的方法可实现基于三相电压采样数据的完全机器识别，能够大大提高电压暂降源的识别效率，为电力系统检修和运维提供更加可靠高效的数据基础。附图说明图1所示为本专利技术方法的一种具体实施例流程示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。参考图1，本专利技术基于小波变换的电压暂降源识别方法，包括：S1，采集线路三相电压数据，对采集到的数据进行有效值变换，确定线路电压等级和数据采样频率；S2，从S1采集到的三相电压数据中获取三相电压的暂降起始点和暂降恢复点，确定包含暂降起始点和暂降恢复点的暂降点范围；S3，定义暂降点范围内各相线路电压采样值的电压暂升和电压暂降判断依据，进而判断暂降点范围内各相线路为电压暂升或电压暂降；S4，根据暂降点范围内三相线路电压暂升或电压暂降的判断结果，识别电压暂降源：若三相线路中至少有一相为电压暂升同时有一相为电压暂降，则电压暂降源为单相短路故障；若三相线路中有一相为电压暂升同时有两相为电压暂降，则电压暂降源为两相短路故障；否则转至步骤S5；S5，设定小波变换值的阈值，对暂降点范围内的电压采样数据进行小波变换，并根据小波变换结果进行以下判断：判断暂降最低相的暂降恢复点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若否则电压暂降源为非短路故障，转至步骤S6，若是则电压暂降源为短路故障，转至步骤S7；S6，判断暂降最低相的暂降起始点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若是则电压暂降由变压器投切导致，若否则电压暂降由电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于小波变换的电压暂降源识别方法，其特征是，包括：S1，采集线路三相电压数据，对采集到的数据进行有效值变换，确定线路电压等级和数据采样频率；S2，从S1采集到的三相电压数据中获取三相电压的暂降起始点和暂降恢复点，确定包含暂降起始点和暂降恢复点的暂降点范围；S3，定义暂降点范围内各相线路电压采样值的电压暂升和电压暂降判断依据，进而判断暂降点范围内各相线路为电压暂升或电压暂降；S4，根据暂降点范围内三相线路电压暂升或电压暂降的判断结果，识别电压暂降源：若三相线路中至少有一相为电压暂升同时有一相为电压暂降，则电压暂降源为单相短路故障；若三相线路中有一相为电压暂升同时有两相为电压暂降，则电压暂降源为两相短路故障；否则转至步骤S5；S5，设定小波变换值的阈值，对暂降点范围内的电压采样数据进行小波变换，并根据小波变换结果进行以下判断：判断暂降最低相的暂降恢复点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若否则电压暂降源为非短路故障，转至步骤S6，若是则电压暂降源为短路故障，转至步骤S7；S6，判断暂降最低相的暂降起始点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若是则电压暂降由变压器投切导致，若否则电压暂降由电动机启动导致；S7，定义相间小波变换差值的阈值，定义三相电压暂降平衡方程，判断暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路是否大于或等于两相：若是则判断暂降恢复点处三相线路电压的小波变换值，是否满足三相电压暂降平衡方程，若满足则电压暂降由三相短路故障导致，若不满足则转至步骤S9；若暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路只有一相，则转至步骤S8；S8，判断暂降恢复点处小波变换值小于小波变换阈值的两相之间，暂降恢复点的小波变换差值是否大于相间小波变换差值的阈值，若不大于则电压暂降由接地系统的单相故障导致；S9，判断除暂降最低相外，其余两相暂降恢复点处小波变换值的差值是否不大于相间小波变换差值的阈值，若是则电压暂降由单相短路故障导致，若否则电压暂降由两相短路故障导致。...

【技术特征摘要】
1.一种基于小波变换的电压暂降源识别方法，其特征是，包括：S1，采集线路三相电压数据，对采集到的数据进行有效值变换，确定线路电压等级和数据采样频率；S2，从S1采集到的三相电压数据中获取三相电压的暂降起始点和暂降恢复点，确定包含暂降起始点和暂降恢复点的暂降点范围；S3，定义暂降点范围内各相线路电压采样值的电压暂升和电压暂降判断依据，进而判断暂降点范围内各相线路为电压暂升或电压暂降；S4，根据暂降点范围内三相线路电压暂升或电压暂降的判断结果，识别电压暂降源：若三相线路中至少有一相为电压暂升同时有一相为电压暂降，则电压暂降源为单相短路故障；若三相线路中有一相为电压暂升同时有两相为电压暂降，则电压暂降源为两相短路故障；否则转至步骤S5；S5，设定小波变换值的阈值，对暂降点范围内的电压采样数据进行小波变换，并根据小波变换结果进行以下判断：判断暂降最低相的暂降恢复点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若否则电压暂降源为非短路故障，转至步骤S6，若是则电压暂降源为短路故障，转至步骤S7；S6，判断暂降最低相的暂降起始点处的小波变换值是否大于小波变换阈值，若是则电压暂降由变压器投切导致，若否则电压暂降由电动机启动导致；S7，定义相间小波变换差值的阈值，定义三相电压暂降平衡方程，判断暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路是否大于或等于两相：若是则判断暂降恢复点处三相线路电压的小波变换值，是否满足三相电压暂降平衡方程，若满足则电压暂降由三相短路故障导致，若不满足则转至步骤S9；若暂降恢复点处小波变换值大于小波变换阈值的线路只有一相，则转至步骤S8；S8，判断暂降恢复点处小波变换值小于小波变换阈值的两相之间，暂降恢复点的小波变换差值是否大于相间小波变换差值的阈值，若不大于则电压暂降由接地系统的单相故障导致；S9，判断除暂降最低相外，其余两相暂降恢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宸宇，史明明，袁晓冬，周建华，张军，范忠，郭兴欣，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32