一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法及装置，该方法实时采集配电网零序电流I0和零序电压U0，并对采集到的数据依次进行数据录波和零漂与校准处理，然后根据零漂与校准处理后的积分结果进行增长趋势累计判断、冗余上升趋势累计判断、递减趋势累计判断、反复过零判断，并依据判断结果进行相应故障处理。通过对异常状态前后零序功率的趋势进行周期滑窗累积，根据累积的趋势情况对配电网的接地情况进行判断，能够避免了暂态分量、特别是高阻接地下的小信号分量难以识别的问题，有效提高配电网异常状态判断的准确性。有效提高配电网异常状态判断的准确性。有效提高配电网异常状态判断的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法及装置


[0001]本专利技术属于配电网监测
，尤其涉及一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，电力系统配电网体量巨大，线路众多，农村配电网中以架空线路为主，城市配电网中以电缆线路为主。但是无论是架空线路还是电缆线路，均由于自身配网属性使其具有分布广泛、多样化和复杂化等重要特点；而且由于配电网中主要以中性点消弧线圈和小电阻接地系统为多，加上其广泛性和复杂性，使配电网的单相接地故障成为发生频次最多的故障类型。
[0003]同时，申请人发现：在单相接地故障发生时，伴随着零序电流和零序电压的变化。但是，具体数量通常受接地阻抗大小的影响而并不能保障零序电流和零序电压会迅速上升到极大的数值。特别是在草地、水泥地、沥青地面以及树木接地等情况时，不同类型的接地故障造成了零序电流变化并不巨大，尤其是发生高阻抗接地时，零序电压和零序电流变化有限。然而，现有依靠零序电流和零序电压过量进行单相接地的判断，已经远远不能满足当前配电网单相接地故障监测。因此采用一定的算法策略，对高阻抗接地下的配电网异常状态进行监测，一旦发生故障进行预警，成为一种必要的手段。
[0004]当接地故障发生时，单相接地点位置可将等效为一个零序电源，此时中性点处的消弧线圈或者小电阻成为零序电源的负荷，而在接地点电源侧观察，零序功率应该为负。但是，在实际应用中，受到采样误差、接地暂态变化、接地信号中谐波分量和暂态分量的影响，并不能简单以零序功率的正负进行约束；同时，在弧光接地过程中，受到暂态信号的影响更为严重，这都导致了单纯靠零序功率的符号进行判断时容易误判。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法及装置。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术所述的一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法，实时采集配电网零序电流I0和零序电压U0，并对采集到的数据依次进行数据录波和零漂与校准处理，然后根据零漂与校准处理后的积分结果进行增长趋势累计判断、冗余上升趋势累计判断、递减趋势累计判断、反复过零判断，并依据判断结果进行相应故障处理，通知电网运维人员需要查找界内区间，或者，通知电网运维人员有故障发生，需要进行故障点排查。
[0008]本专利技术所述配电网异常状态监测方法通过对异常状态前后零序功率的趋势进行周期滑窗累积，根据累积的趋势情况对配电网的接地情况进行判断，能够避免了暂态分量、特别是高阻接地下的小信号分量难以识别的问题，有效提高配电网异常状态判断的准确性。
[0009]进一步地，所述基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法具体包括：
[0010]S1.实时采集配电网零序电流I0和零序电压U0；
[0011]S2.数据录波：当零序电流I0和零序电压U0发生突变或者过量变化时，记录该突变或者过量变化时刻的多个数据波形；
[0012]S3.零漂与校准处理：对记录的数据波形进行采样，并对采样数据进行积分运算，得到多个积分结果，然后对所述积分结果进行零漂与校准处理；
[0013]S4.增长趋势累计判断：根据零漂与校准处理后的积分结果的积分值，计算相邻两个滑窗周期内积分结果的积分差，再根据积分差判断、累计增长趋势；
[0014]冗余上升趋势累计判断：根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值，判断、累计冗余上升趋势；
[0015]递减趋势累计判断：根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值判断、累计递减趋势；
[0016]反复过零判断：根据每次采样全数据窗口内相邻两个滑窗周期积分结果的积分值，判断是否反复过零；
[0017]S5.故障处理：根据S4的判断结果进行相应故障处理，当正增长趋势有效时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间；当冗余上升趋势有效时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间；当递减趋势有效时，判定发生界内接地状态，输出告警信号，通知电网运维人员有故障发生，需要进行故障点排查；当反复过零时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间。
[0018]进一步地，所述零漂与校准处理中积分运算的公式如下：
[0019]S＝∫I0(t)*U0(t)dt
[0020]式中S表示积分结果，t表示采样时刻，dt表示积分步长。
[0021]进一步地，在数据录波中记录的数据波形为突变或者过量变化时刻的前m个数据波形和后n个数据波形。
[0022]进一步地，在零漂与校准处理中对记录数据波形的采样频率为fs，则录波数据共有(m+n)*0.02*fs个数据点，从0.02*fs数据点开始，以fs/50个数据点长度为积分窗，对每个积分窗内所有数据点进行积分运算，得到(m+n
‑
1)*0.02*fs个积分结果；对所述积分结果进行零漂与校准处理具体为：取前(m
‑
2)0.02*fs个积分结果进行求平均值，当平均值＜0时，对(m+n
‑
1)*0.02*fs个积分结果都减去平均值；当平均值＞积分正向判定值时，对(m+n
‑
1)*0.02*fs个积分结果全部减去平均值与积分正向判定值的差；其他情况维持积分结果不变。
[0023]进一步地，在增长趋势累计判断中，所述根据积分差判断、累计增长趋势具体为：当积分差＞0时，正增长计数器加1，否则正增长计数器归零，当该滑窗期内正增长计数器的数值＞fs/25时判定正增长趋势有效。
[0024]进一步地，在冗余上升趋势累计判断中，所述根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值，判断、累计冗余上升趋势具体为：当积分差＞0且积分值＞0，且冗余上升计数器＜fs/50*0.1时，冗余上升计数器加1，否则冗余上升计数器归零；在冗余上升计数器≥fs/50*0.1后，当积分差＞0时，冗余上升计数器加1，当积分差＜0时，如果该积分结果的积分值比fs/50*0.1个数的积分值大，则冗余上升计数器仍旧加1；上述部分条件都不满
足时，冗余上升计数器归零；当滑窗周期内冗余上升计数器＞fs/25时判定冗余上升趋势有效。
[0025]进一步地，在递减趋势累计判断中，所述根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值判断、累计递减趋势具体为：当积分差＜0且积分值＜0时，负增长计数器加1，否则负增长计数器归零，当该滑窗期内负增长计数器的数值＞fs/25时判定负增长趋势有效。
[0026]进一步地，在反复过零判断中，当相邻两个滑窗周期内积分结果的积分值之积≤0时，过零计数器加1；当全数据窗口内过零计数器的数值大于2时，判定反复过零。
[0027]第二方面，本专利技术还提供了一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测装置，该装置在运行时执行上述配电网异常状态监测方法，包括有零序电流电压采集单元、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于趋势累积效应的配电网异常状态监测方法，其特征在于，实时采集配电网零序电流I0和零序电压U0，并对采集到的数据依次进行数据录波和零漂与校准处理，然后根据零漂与校准处理后的积分结果进行增长趋势累计判断、冗余上升趋势累计判断、递减趋势累计判断、反复过零判断，并依据判断结果进行相应故障处理，通知电网运维人员需要查找界内区间，或者，通知电网运维人员有故障发生，需要进行故障点排查。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：S1.实时采集配电网零序电流I0和零序电压U0；S2.数据录波：当零序电流I0和零序电压U0发生突变或者过量变化时，记录该突变或者过量变化时刻的多个数据波形；S3.零漂与校准处理：对记录的数据波形进行采样，并对采样数据进行积分运算，得到多个积分结果，然后对所述积分结果进行零漂与校准处理；S4.增长趋势累计判断：根据零漂与校准处理后的积分结果的积分值，计算相邻两个滑窗周期内积分结果的积分差，再根据积分差判断、累计增长趋势；冗余上升趋势累计判断：根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值，判断、累计冗余上升趋势；递减趋势累计判断：根据增长趋势累计判断过程中得到的积分差和积分值判断、累计递减趋势；反复过零判断：根据每次采样全数据窗口内相邻两个滑窗周期积分结果的积分值，判断是否反复过零；S5.故障处理：根据S4的判断结果进行相应故障处理，当正增长趋势有效时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间；当冗余上升趋势有效时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间；当递减趋势有效时，判定发生界内接地状态，输出告警信号，通知电网运维人员有故障发生，需要进行故障点排查；当反复过零时，判定发生非界内接地状态，通知电网运维人员需要查找界内区间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述零漂与校准处理中积分运算的公式如下：S＝∫I0(t)*U0(t)dt式中S表示积分结果，t表示采样时刻，dt表示积分步长。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在数据录波中记录的数据波形为突变或者过量变化时刻的前m个数据波形和后n个数据波形。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在零漂与校准处理中对记录数据波形的采样频率为fs，则录波数据共有(m+n)*0.02*fs个数据点，从0.02*fs数据点开始，以fs/50个数据点长度为积分窗，对每个积分窗内所有数据点...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹏，余希鸿，朱志伟，李艳涛，陈富喜，周清泉，
申请(专利权)人：珠海万力达电气自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：