一种故障指示器有效录波数据提取方法技术

技术编号:20721853 阅读:27 留言:0更新日期:2019-03-30 17:04
本发明专利技术公开了一种故障指示器有效录波数据提取方法,具体包括以下步骤:步骤1:获得Δt时间内所有的录波数据,形成录波数据集U;步骤2:在录波数据集U中,记相同母线上的录波数据为一组录波数据S;步骤3:判断S中录波数据的数量为k,k大于阈值M,认为S中的录波数据为有效数据,否则进入步骤4;步骤4:获取S中各个录波数据的零序电流能量,最大电流能量Wmax大于能量阈值WY,认为S中的录波数据为有效数据,否则,S中的录波数据全部为无效数据。本发明专利技术能够对即时上传的录波数据中的无效数据进行清理;可对数据库中现有的海量录波数据进行筛选,为基于故障录波数据的配网状态的离线研判和故障反演提供准确有效的数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种故障指示器有效录波数据提取方法
本专利技术属于配电网故障检测领域,具体为一种故障指示器有效录波数据提取方法。
技术介绍
暂态录波型故障指示器广泛应用于配电线路,是构成配电自动化的关键设备。现有暂态录波型故障指示器多采用电流(电场)突变量启动,同时,为提高检测的灵敏,设置较低的保护定值。这有利于记录瞬时故障,但现场环境复杂多变复杂,电磁扰动易造成故障指示器误启动,导致录波数据中含有大量的无效数据。2018年1月1日至5月31日,某省电力公司大数据平台共收到故障指示器接地告警信号5151条,经核实误报信号2428条,误报率达到47.13%。因此,对录波数据进行清洗,获取有效的故障录波数据,对提高当前配电网状态监测和故障研判水平具有重要意义。一方面电磁扰动影响的范围有限,扰动导致的故障指示器误起动一般仅涉及少数的故障指示器,而故障将导致同一母线上的多个故障指示器同时启动;另一方面,通过对录波数据的分析发现,扰动导致的无效数据能量一般较低,而故障导致的有效数据能量一般较高,且电流传感器的抗干扰性相对于电场传感器更强,电流能量的可信度较高。因此,可根据因此可根据故障指示器录波启动的时空分布规律及电流能量特征,识别其中的有效数据。
技术实现思路
面对当前技术发展现状,本专利技术提出一种故障指示器有效录波数据提取方法,通过故障指示器录波启动的时空分布规律及电流能量特征清理其中的无效数据,获得有效的故障数据。当大数据平台检测到有录波数据上传时,检测同一时段上传录波数据的故障指示器所在的线路位置,并根据录波数据中电流能量的大小,判断是否为有效数据。本专利技术根据故障指示器录波启动的时空分布规律和零序电流能量特征,提取录波数据中的有效的故障数据;其特征在于:具体包括以下步骤:步骤1:主站检测到有录波数据上传时,开始计时,获得Δt时间内所有的上传的录波数据,形成录波数据集U;步骤2:根据配电网络动态拓扑,在录波数据集U中,记相同母线上的故障指示器录波数据为一组录波数据S;步骤3:判断S中录波数据的数量为k,k是否大于数量阈值M,若大于M,认为S中的录波数据为有效数据,否则进入步骤4;步骤4:获取S中各个录波数据的零序电流能量,判断最大电流能量Wmax是否大于能量阈值WY,若大于WY,认为S中的录波数据为有效数据,否则,S中的录波数据全部为无效数据;步骤3和步骤4中的全部有效数据为该故障指示器的有效录波数据。步骤1中Δt的整定方法为:对有效录波数据组的时标进行统计,取Δt为同一次故障发生时,由安装在不同位置的故障指示器上传的录波数据时标的最大间隔;对配备GPS对时的故障指示器,以录波数据的时间标签为准;对未配备GPS对时的故障指示器,以主站收到数据的时间为准。步骤3中数量阈值M的整定方法为:对有效录波数据组的录波数量进行统计,取M为当前母线上装设故障指示器总数的10%-30%。步骤4中的录波数据的电流能量的计算方法为:S中有k个录波数据,则第i个录波数据的电流能量为:式中,ii(t)表示第i个录波数据中的零序电流,T为一周期;最大电流能量Wmax为其中故障能量最大的一个录波数据对应的电流能量,即:Wmax=max(W1,W2,…,Wk)。步骤4中阈值WY的整定方法为:对大量有效数据组和无效数据组的电流能量进行对比,取WY为所有有效数据组中电流能量的最小值。本专利技术的有益效果为:本专利技术提出一种故障指示器有效录波数据提取方法,主要解决的是当前故障指示器存在的抗干扰性差、易误起动、上传大量无效数据的问题。其意义十分重大:一方面能够对即时上传的录波数据中的有效故障数据进行提取,减少主站对无效数据的研判,防止占用计算空间;另一方面,本专利技术所述方法还可对数据库中现有的海量录波数据进行筛选,为基于故障录波数据的配网状态的离线研判和故障反演提供准确有效的数据支撑。附图说明图1为故障指示器有效录波数据提取流程图;图2为典型配电网线路拓扑图;图3为一种典型的有效录波数据;图4为一种典型的无效录波数据。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细说明,但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本专利技术的保护范围内。一种故障指示器有效录波数据提取方法,其识别流程如图1所示,包括下述步骤:步骤1:主站检测到有录波数据上传时,开始计时,获得Δt时间内所有的上传的录波数据,形成录波数据集U;步骤2:根据配电网络动态拓扑,在录波数据集U中,记相同母线上的故障指示器录波数据为一组录波数据S;步骤3:判断S中录波数据的数量为k,k是否大于数量阈值M,若大于M,认为S中的录波数据为有效数据,否则进入步骤4;步骤4:获取S中各个录波数据的零序电流能量,判断最大电流能量Wmax是否大于能量阈值WY,若大于WY,认为S中的录波数据为有效数据,否则,S中的录波数据全部为无效数据;步骤3和步骤4中的全部有效数据为该故障指示器的有效录波数据。步骤1中Δt的整定方法为:对有效录波数据组的时标进行统计,取Δt为同一次故障发生时,由安装在不同位置的故障指示器上传的录波数据时标的最大间隔;对配备GPS对时的故障指示器,以录波数据的时间标签为准;对未配备GPS对时的故障指示器,以主站收到数据的时间为准。现有故障指示器录波数据授时可能存在误差,因此允许装设在不同位置故障指示器上传的录波时间标签存在一定的时间间隔。对现有故障录波数据分析发现,对于同一次故障,不同位置的故障指示器上传的录波数据的故障数据的时间标签最多相差5s,因此可取Δt为5s。步骤3中数量阈值M的整定方法为:对有效录波数据组的录波数量进行统计,取M为当前母线上装设故障指示器总数的10%-30%。步骤4中的录波数据的电流能量的计算方法为:S中有k个录波数据,则第i个录波数据的电流能量为:式中,ii(t)表示第i个录波数据中的零序电流,T为一周期;最大电流能量Wmax为其中故障能量最大的一个录波数据对应的电流能量,即:Wmax=max(W1,W2,…,Wk)。步骤4中阈值WY的整定方法为:对大量有效数据组和无效数据组的电流能量进行对比,取WY为所有有效数据组中电流能量的最小值。前述步骤3所述故障指示器启动数量阈值M的整定方法如下:某变电站2段母线6条出线共17杆塔装设故障指示器,其线路结构如图2所示,其中母线I段装设有8台故障指示器,母线II段装设有9台故障指示器。对2016年录波数据进行统计(部分故障发生在母线并联运行期间),结果如表1所示。可见,当5s内录波启动数量大于大于4时,录波数据均为有效数据,因此可取M为4。表1某变电站2016年故障录波数据前述步骤4所述,电流能量的计算公式如下:式中,ik(t)表示第k个录波数据中的零序电流,T为一周期(0.02s),则该组数据的零序电流能量为其中零序电流能量最大的一个录波数据对应的零序电流能量。图3、图4所示分别为一种有效数据和无效数据的录波图,可见有效数据的零序电流能量远大于无效数据。前述步骤4所述电流能量阈值W的整定方法如下:对上述变电站内5s内有4个故障指示器录波启动的16组录波数据(故障数据、扰动数据各8组)的电流能量进行统计,故障数据和扰动数据如表2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种故障指示器有效录波数据提取方法,其特征在于:根据故障指示器录波启动的时空分布规律和零序电流能量特征,提取录波数据中的有效的故障数据;具体包括以下步骤:步骤1:主站检测到有录波数据上传时,开始计时,获得Δt时间内所有的上传的录波数据,形成录波数据集U;步骤2:根据配电网络动态拓扑,在录波数据集U中,记相同母线上的故障指示器录波数据为一组录波数据S;步骤3:判断S中录波数据的数量为k,k是否大于数量阈值M,若大于M,认为S中的录波数据为有效数据,否则进入步骤4;步骤4:获取S中各个录波数据的零序电流能量,判断最大电流能量Wmax是否大于能量阈值WY,若大于WY,认为S中的录波数据为有效数据,否则,S中的录波数据全部为无效数据;步骤3和步骤4中的全部有效数据为该故障指示器的有效录波数据。

【技术特征摘要】
1.一种故障指示器有效录波数据提取方法,其特征在于:根据故障指示器录波启动的时空分布规律和零序电流能量特征,提取录波数据中的有效的故障数据;具体包括以下步骤:步骤1:主站检测到有录波数据上传时,开始计时,获得Δt时间内所有的上传的录波数据,形成录波数据集U;步骤2:根据配电网络动态拓扑,在录波数据集U中,记相同母线上的故障指示器录波数据为一组录波数据S;步骤3:判断S中录波数据的数量为k,k是否大于数量阈值M,若大于M,认为S中的录波数据为有效数据,否则进入步骤4;步骤4:获取S中各个录波数据的零序电流能量,判断最大电流能量Wmax是否大于能量阈值WY,若大于WY,认为S中的录波数据为有效数据,否则,S中的录波数据全部为无效数据;步骤3和步骤4中的全部有效数据为该故障指示器的有效录波数据。2.如权利要求1所述的故障指示器有效录波数据提取方法,其特征在于:步骤1中Δt的整定方法为:对有效录波数据组的时标进行统计,取Δt为同一次故障发生时,由安装在不同位置...

【专利技术属性】
技术研发人员:张世栋李立生孙勇张林利邵志敏刘合金苏建军樊迪任杰文艳孟海磊房牧刘明林李建修刘洋王峰苏国强
申请(专利权)人:国网山东省电力公司电力科学研究院国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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