基于录波数据的配电网故障自动诊断方法及系统技术方案

本公开提出了一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法及系统，包括如下步骤：截取实时获取的包括故障前后一定时间内的故障段的录波数据；根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据，求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，获得故障类型；基于相似性得到的故障类型，提取电参数变化特征数据，根据故障分类规则，获得故障具体故障相别，得到最终故障诊断结果。本公开根据设定故障分类规则直接判断和结合历史数据判断的方法，提高了故障判断的准确性，基于实时监测录波数据，及时准确捕捉数据异常特征进行故障自动分析，实现对电力系统配电网的诊断和状态评估。

【技术实现步骤摘要】
基于录波数据的配电网故障自动诊断方法及系统
本公开涉及配电网故障诊断相关
，具体的说，是涉及基于录波数据的配电网故障自动诊断方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，并不必然构成在先技术。现有的配电网故障诊断，在配电系统发生复杂故障或开关、保护装置存在较多误动、拒动，以及因信道干扰而发生信息丢失等诸多不确定因素的影响下，现有的基于开关和保护信息的诊断方法已经不能取得满意的结果，专利技术人发现，目前的故障诊断方法大多利用故障时的电气量信息进行分析判断，但实际在一些在配电系统中，故障相的电流在故障过程中减少而不是增加，这并不符合大多数的判断规则。因此，仅利用故障期间的电流可能并不总是能够准确地判断故障。而且，许多故障由于系统原因或在没有得到及时处理的情况下会发生故障类型的演变。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法及系统，根据故障开始时间和故障结束时间截取录波数据中故障发生的有效数据段，结合历史数据进行故障类型判断，设定故障分类规则进行故障选相，提高了故障判断的准确性，基于实时监测录波数据，及时准确捕捉数据异常特征进行故障自动分析，实现对电力系统配电网的诊断和状态评估，对保障电力系统安全稳定运行有着重要的理论意义和实践价值。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一个或多个实施例提供了一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，包括如下步骤：实时获取电网的电压和电流录波数据，截取包括设定时间内故障段的录波数据；根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据；求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得故障类型；根据提取的电参数变化趋势特征数据以及分类获得的故障类型，以及设定的故障分类规则，获得精确的故障相别，得故障诊断结果。一个或多个实施例提供了一种基于录波数据的配电网故障自动诊断系统，包括：录波数据截取模块：被配置为用于实时获取电网的电压和电流录波数据，截取包括设定时间内故障段的录波数据；特征提取模块：被配置为用于根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据；故障类型判断模块：被配置为用于求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得故障类型；故障选相模块：被配置为用于根据提取的电参数变化趋势特征数据以及分类获得的故障类型，以及设定的故障分类规则，获得精确的故障相别，得故障诊断结果。一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开采用电网的录波数据对电网故障进行判断，同时考虑电流和电压两个因素，提取电流和电压故障前后的变化特征数据，减小了处理数据的冗繁性，提高故障诊断判断的准确性。基于历史故障集的相关性判断故障类型，然后基于故障分类规则获得故障诊断结果，输出故障类型及故障相别，提高了诊断结果的精确度和有效性，辅助电网调度人员快速准确的对故障做出反应。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。图1是根据本公开实施例1的方法流程图；图2是本公开实施例1的示例的故障录波数据；图3是本公开实施例2的系统框图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，包括如下步骤：步骤1、实时获取电网的电压和电流录波数据，截取包括设定时间内故障段的录波数据；步骤2、根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据；步骤3、求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得故障类型；步骤4、根据步骤2提取的电参数变化趋势特征数据以及步骤3判断得到的故障类型，以及设定的故障分类规则，获得精确的故障相别，得故障诊断结果。本实施例采用电网的录波数据对电网故障进行判断，同时考虑电流和电压两个因素，提取电流和电压故障前后的变化特征数据，减小了处理数据的冗繁性，提高故障诊断判断的准确性。基于历史故障集的相关性判断故障类型，基于经验设置的故障分类规则获得故障诊断结果，最终输出故障类型及故障相别，并将故障分析结果呈现到人机界面，提高了诊断结果的精确度和有效性，辅助电网调度人员快速准确的对故障做出反应。步骤1中，可以采用电能质量监测器、故障录波仪的设备采集输电线路或者电网设备的录波数据，可以解决目前配电网测量配置不足、信息孤岛等问题，提升电网可观测能力。所述录波数据包括电流和电压波形,电压和电流波形中包含的电参数特征包括：相量、相角、相角跳变、故障开始时间、故障结束时间、故障持续时间、故障起始角、信号频率、高频分量、故障类型和电流中断力矩等。截取包括设定时间内故障段的录波数据，具体为截取故障段及前后一段时间内的波形数据，可选的，通过确定故障起始时间进行截取。具体的，对电压和电流波形进行分析，故障开始时间和故障结束时间特征的提取可以通过分析查找电压或者电流波形中的突变点。作为进一步的改进，为提高故障时间点判断的准确性，可采用如下方法：步骤11、对获取的电压和电流波形进行傅里叶变换；步骤12、根据变换后的数据计算波形的均方根(rms)值，绘制均方根变化曲线；步骤13，设置第一均方根阈值，大于第一均方根阈值的数据段对应的时间即为故障时间，从而确定故障开始时间和故障结束时间。步骤2中，根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据，求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得诊断故障类型的方法，包括如下步骤：当前获取的录波数据和历史数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是，包括如下步骤：/n实时获取电网的电压和电流录波数据，截取包括设定时间内故障段的录波数据；/n根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据；/n求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得故障类型；/n根据提取的电参数变化趋势特征数据以及分类获得的故障类型，以及设定的故障分类规则，获得精确的故障相别，得故障诊断结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是，包括如下步骤：
实时获取电网的电压和电流录波数据，截取包括设定时间内故障段的录波数据；
根据截取的录波数据，提取电参数的变化趋势特征数据；
求取提取后的电参数的变化趋势特征数据与历史故障趋势特征数据集相关性，根据相关性最大对故障进行分类，获得故障类型；
根据提取的电参数变化趋势特征数据以及分类获得的故障类型，以及设定的故障分类规则，获得精确的故障相别，得故障诊断结果。


2.如权利要求1所述的一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是：电压和电流波形中包含的电参数特征包括：相量、相角、相角跳变、故障开始时间、故障结束时间、故障持续时间、故障起始角、信号频率、高频分量、故障类型和电流中断力矩；
或者，故障类型包括单相接地故障、两相相间短路故障、两相接地短路故障和三相故障。


3.如权利要求1所述的一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是：截取包括设定时间内的故障段的录波数据的步骤，包括对电压和电流波形进行分析，故障开始时间和故障结束时间特征的提取，采用如下方法：
对获取的电压和电流波形进行傅里叶变换；
根据变换后的数据计算波形的均方根值，绘制均方根变化曲线；
设置第一均方根阈值，大于第一均方根阈值的数据段对应的时间即为故障时间，从而确定故障开始时间和故障结束时间。


4.如权利要求1所述的一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是：提取故障前后的各相电路的电参数变化特征数据的方法，具体为：采用叠加原理得到叠加向量，取叠加向量的绝对值作为电参数变化特征数据。


5.如权利要求1所述的一种基于录波数据的配电网故障自动诊断方法，其特征是：故障分类规则如下：
设定基于相似性判断所得故障类型Fp、电参数变化幅度阈值μ1、表征两个电参数变化幅度相差大小的第一比值阈值μ2以及表征零序分量变化幅度与其他相变化幅度相差大小的第二比值阈值μ3；
三相电路比较，电参数变化最大的相为该相电路相对地的故障；
比较电参数变化特征数据，其中两相变化超出电参数变化幅度阈值，并且两相电路的电参数的变化幅度的比值小于第一比值阈值μ2，如果零序分量变化小与变化较大的两相变化特征值的比值小于设定第二比值阈值μ3，为两相间的短路故障；否则，零序分量变化小与变化较大的两相变化特征值的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗杰，魏亚军，许磊，宋娜，李开灿，董振，徐斌，邱雨，张超，于永进，许慈，魏超，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济宁供电公司，山东科技大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37