【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力数据处理，尤其涉及一种变电站宽频带测量装置及测量监测方法。
技术介绍
1、随着我国经济的快速发展，风、光等可再生能源发电、直流输电、电动汽车等电力电子装备的大规模应用向电网注入了多种频率分量并且提供了宽频传播通路，使电网运行形态向宽频域衍变。大量电力电子设备接入电网导致电网振荡频繁发生并使其逐步向宽频域振荡发展，使系统宽频动态行为错综复杂、难以预测。目前电力系统宽频运行稳定机理尚不清晰，仿真分析模型不精细，使基于数值仿真的离线分析与控制方法难以应对复杂多变的宽频动态特征。。
2、电网的振荡问题是电力系统稳定研究的重要领域，目前对于电网发生在0.2-2.5hz的低频振荡,随着电网逐步向电力电子化发展,电网宽频振荡日益频发,不仅影响电网的运行安全,也严重制约了风电、光伏等可再生能源的有效消纳,迫切需要对其进行监测和控制。从物理学角度，直接建立电力电子化电力系统的解析模型,可以系统目全面地分析宽频振荡的内在规律。能够为振荡的预防和抑制提出根本性解决方案，但是考虑到电力系统运行机理与结构的复杂性。尤其是从电力电子化电网精细化建模以及大量风电机组及逆变器控制参数的准确获取来看.现阶段尚存在较大困难。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是提供一种变电站宽频带测量装置及测量监测方法，并通过加窗算法实现对电网宽频信号的实时测量与监测，完成电力电子化电网宽频振荡的实时监测。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种变电站宽
3、所述终端控制模块包括主控芯片、高速采样控制单元和数据通信模块；同步与通讯模块包括gps/bds接收器、5g接收器、有线通信模块和5g无线通信模块；所述采样调理模块包括调理电路和采样电路；
4、所述主控芯片与高速采样控制单元和数据通信模块连接，所述数据通信模块与有线通信模块和5g无线通信模块连接，所述高速采样控制单元与gps/bds接收器和5g接收器连接，所述5g无线通信模块与5g接收器进行通信，所述高速采样控制单元与采样电路连接，所述采样电路通过调理电路和接线端子采集电力系统的电力信号。
5、为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供基于上述测量装置的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
6、步骤一、获取电力系统的电信号，并对获取的电信号进行处理；
7、步骤二、以全球定位系统/北斗卫星导航系统双卫星授时为主时钟、以5g地面无线授时和恒温晶振内部授时为备用时钟，进行同步授时；
8、步骤三、对处理后的电信号进行快速滤波并计算滤波残余；并利用滤波残余快速检测随机脉冲噪声潜在位置，利用fwrlrs滤波方法快速抑制随机脉冲噪声，然后进行快速感知和辨识，获得运行数据；
9、步骤四、根据电力系统的接地方式，并采用不同的计算方式实现故障定位。
10、进一步的，所述步骤一中，电信号包括电流信号和电压信号。
11、进一步的，所述步骤一中，接线端子与电力系统连接，并把获取的电信号发送到信号调理电路进行模数处理后，发送到采样电路完成电力系统电信号的采集。
12、进一步的，所述步骤三中，所述滤波采用局部回归平滑滤波方法实现分析窗口内采样信号的快速滤波：
13、xlrs＝ξlrsxlocal (1)
14、式中：ξlrs为lrs滤波系数矩阵；xlocal为局部信号，xlrs为经lrs滤波后的信号。
15、进一步的，所述步骤三中，抑制随机脉冲噪声的方法为：
16、用fwrlrs滤波修复相应位置的xlrs数据，即
17、
18、式中：ξfwrlrs为fwrlrs滤波系数矩阵；xipn为含有脉冲噪声的局部信号；为滤波后信号。
19、进一步的，所述步骤三中，所述快速感知和辨识过程中：
20、1)、采用hanning窗函数对滤波后的采样信号进行加窗处理并计算频谱；
21、2)、用ipdft方法快速辨识检测到的m个分量；
22、3)、当频率偏差较小时，可认为所辨识分量位于ftft滤波器组的线性频率响应范围内；
23、4)、当频率偏差较大时，所辨识分量位于ftft滤波器组的非线性频率响应范围内，利用频率响应拟合技术快速修正频率偏差，然后得到辨识结果。
24、进一步的，所述步骤三中，所述运行数据获得的方式为：根据实测宽频信息统计以下信息：1)、基波频率/电压偏差；2)、持续存在的谐波次数、幅值平均值、电压电流相位差平均值；3)、持续存在的间谐波频率、幅值平均值、电压电流相位差平均值；4)、所有持续存在的谐波总体畸变率和间谐波总体畸变率；5)、电压波动、闪变；6)、三相不平衡度；7)、电压暂降与暂升。
25、进一步的，所述步骤四中，对于小电阻接地系统，基于接地点电弧和固体介质击穿过程所产生的非线性特征，实时计算零序电流谐波相量，利用零序电流谐波相位差实现故障检测，利用群体比幅法实现故障定位。
26、进一步的，所述步骤四中，对于小电流接地系统，利用多点高频录波数据计算区段零序电流，采用同步谐波群体比相法实现在故障发生全时域内的故障精确定位。
27、本专利技术的有益效果是：
28、1、本专利技术基于宽频带同步测量技术，实现了0～10khz频段谐波分量、间谐波分量、次/超同步分量的自适应捕获和高精度测量，实现对电网宽频信号的实时测量与监测，为电力电子化电网宽频振荡的实时监测提供了新的技术手段。
29、2、本专利技术针对变电站宽频带测量装置监测的自动控制，设计了以全球定位系统/北斗卫星导航系统双卫星授时为主时钟、以5g地面无线授时和恒温晶振内部授时为备用时钟的同步授时功能，实现了基于光纤有线通信和5g/4g无线通信方式的宽频测量数据高速传输功能，使宽频带同步测量技术能够满足多场景通信需求。
30、3、本专利技术通过宽频带同步测量技术检测得到数据进行宽频扰动定位和弧光高阻故障定位，实现在故障发生全时域内的故障精确定位。
31、为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
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1.一种变电站宽频带测量装置，包括同步与通讯模块，终端控制模块和采样调理模块，其特征在于：所述；
2.基于上述权利要求1所述测量装置的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤一中，电信号包括电流信号和电压信号。
4.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤一中，接线端子与电力系统连接，并把获取的电信号发送到信号调理电路进行模数处理后，发送到采样电路完成电力系统电信号的采集。
5.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，所述滤波采用局部回归平滑滤波方法实现分析窗口内采样信号的快速滤波：
6.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，抑制随机脉冲噪声的方法为：
7.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，所述快速感知和辨识过程中：
8.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监
9.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤四中，对于小电阻接地系统，基于接地点电弧和固体介质击穿过程所产生的非线性特征，实时计算零序电流谐波相量，利用零序电流谐波相位差实现故障检测，利用群体比幅法实现故障定位。
10.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤四中，对于小电流接地系统，利用多点高频录波数据计算区段零序电流，采用同步谐波群体比相法实现在故障发生全时域内的故障精确定位。
...【技术特征摘要】
1.一种变电站宽频带测量装置，包括同步与通讯模块，终端控制模块和采样调理模块，其特征在于：所述；
2.基于上述权利要求1所述测量装置的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤一中，电信号包括电流信号和电压信号。
4.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤一中，接线端子与电力系统连接，并把获取的电信号发送到信号调理电路进行模数处理后，发送到采样电路完成电力系统电信号的采集。
5.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，所述滤波采用局部回归平滑滤波方法实现分析窗口内采样信号的快速滤波：
6.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，抑制随机脉冲噪声的方法为：
7.根据权利要求2所述的一种变电站宽频带测量监测方法，其特征在于：所述步骤三中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑琰，张延辉，朱莉，石云松，齐超亮，李俊华，祝非，闫红华，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司郑州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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