【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统继电保护，涉及基于变点检测技术的无通道保护方法和装置。
技术介绍
1、为了更便捷的找到切除故障，级差式过流保护和集中式馈线自动化系统在配电线路中被广泛使用。但级差式过流保护仅从故障一端隔离故障，集中式馈线自动化系统依赖通信，成本高且不可靠。
2、当故障发生后，一般伴随着断路器动作等一次系统操作，它们也将引起网络拓扑结构的变化。为便于区分和表达，称正常运行的电力系统发生简单故障或继发性故障为一次扰动，对应的故障电压和电流为一次扰动信息；把随后出现的转换性故障或断路器动作称为二次扰动，把由转换性故障产生的电压电流称为二次故障信息，把由断路器动作所产生的电压电流称为开关动作信息，两者合称为二次扰动信息。即二次扰动信息包括由转换性故障所产生的二次故障信息和由断路器动作所产生的开关动作信息，源于故障后的断路器动作。当线路上发生不对称故障时，三相电压、电流将处于不对称运行状态，利用对称分量变换将产生正序、负序和零序故障分量；当故障切除后，三相电压、电流又将恢复对称稳态运行。所以，可根据检测到的序分量确定故障是否对称和系统的运行状态并决定断路器的动作行为。因此，保护终端可根据检测到的线路运行状态的变化，克服目前常用的级差式过流保护和集中式馈线自动化系统在故障隔离上的弊端，在不依赖通信的情况下从故障两端快速隔离故障。
3、故障检测过程中，通常情况下，保护装置选择固定窗口大小，如一个电力系统周波，并将该窗口大小的特征与一些阈值进行比较，以决定是否发生故障。实际上，电网运行是一个动态过程，涉及到正常运行
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供基于变点检测技术的无通道保护方法和装置，将时窗内的电气信号进一步分解成各时序状态，加快保护动作，同时增强保护逻辑的可靠性和准确性，并进一步达到不依赖通信从故障两端快速隔离故障的目标。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、基于变点检测技术的无通道保护方法，包括：
4、对固定时间长度窗口内的电气信号进行采样，并计算采样信号的信号特征；
5、采用变点检测算法对所述信号特征根据其所在运行状态聚类；
6、根据聚类结果得到运行状态及运行状态顺序，将其输入无通道保护逻辑，做出保护决策，实现线路优化保护。
7、优选地，所述电气信号分为电流信号和电压信号，信号特征分为均方根rms、幅值方差。
8、优选地，采用变点检测算法对所述信号特征根据其所在运行状态聚类，包括：采用变点检测算法对信号特征进行分段，实现信号特征根据其所在运行状态的聚类。
9、优选地，采用变点检测算法对信号特征进行分段的目标函数为：
10、object(τ0,τ1,…,τk)＝min(v(τ,y)+pen(k)+f(τ)) (2)
11、其中，v(τ,y)为信号特征y＝{yt,yt+1,…,yt+t-1}的变点检测成本函数；
12、yt,yt+1,yt+t-1分别为t、t+1、t+t-1时刻的信号特征值；
13、t为固定时间长度窗口内的采样总数；
14、τ＝{τ0,τ1,…,τk}为变点的集合，其中，τ0、τ1为固定时间长度窗口内的第一个、第二个变点，τk为固定时间长度窗口内的最后一个变点；
15、k为变点的数量；pen(k)为惩罚函数；f(τ)为暂态噪声过滤函数。
16、优选地，所述变点检测成本函数具体为：
17、
18、其中，表示变点τk到τk+1的信号特征的平均；
19、‖·‖2表示绝对值的平方。
20、优选地，变点的数量k已知的情况下，惩罚函数为：
21、pen(k)＝0 (4)
22、变点的数量k未知的情况下，惩罚函数为：
23、pen(k)＝a*k (5)
24、其中，a为变点数量的权重。
25、优选地，暂态噪声过滤函数f(τ)为：
26、
27、其中，∩为大小比较符号，|τk+1-τk|>c，则|τk+1-τk|∩c为0，如果|τk+1-τk|≤c，则|τk+1-τk|∩c为1；
28、c为最小间隔常量；b为暂态噪声过滤系数。
29、优选地，在变点的数量k已知的情况下，通过求解目标函数得到τ；在变点的数量k已知的情况下，通过求解目标函数，得到k和τ；
30、根据k和τ对信号特征进行分段，由于信号特征与电气信号的采样信号一一对应，则同时实现了电气信号的分段，每段电气信号对应一个运行状态。
31、优选地，根据聚类结果得到运行状态及运行状态顺序，将其输入无通道保护逻辑，做出保护决策，实现线路优化保护，包括：经聚类后每段电气信号对应一个运行状态，根据状态判断判据得出每段电气信号所对应的运行状态，依次得出每段对应的运行状态后，将运行状态及运行状态顺序输入常规无通道保护逻辑，可快速做出保护决策，加快保护动作。
32、基于变点检测技术的无通道保护装置，包括：
33、信号采样与计算模块，用于对固定时间长度窗口内的电气信号进行采样，并计算采样信号的信号特征；
34、信号特征聚类模块，用于采用变点检测算法对所述信号特征根据其所在运行状态聚类；
35、无通道保护模块，用于根据聚类结果得到运行状态及运行状态顺序，将其输入无通道保护逻辑，做出保护决策，实现线路优化保护。
36、优选地，所述电气信号分为电流信号和电压信号，信号特征分为均方根rms、幅值方差。
37、优选地，采用变点检测算法对所述信号特征根据其所在运行状态聚类，包括：采用变点检测算法对信号特征进行分段，实现信号特征根据其所在运行状态的聚类。
38、优选地，采用变点检测算法对信号特征进行分段的目标函数为：
39、object(τ0,τ1,…,τk)＝min(v(τ,y)+pen(k)+f(τ)) (2)
40、其中，v(τ,y)为信号特征y＝{yt,yt+1,…,yt+t-1}的变点检测成本函数；
41、yt,yt+1,yt+t-1分别为t、t+1、t+t-1时刻的信号特征值；
42、t为固定时间长度窗口内的采样总数；
43、τ＝{τ0,τ1,…,τk}为变点的集合，其中，τ0、τ1为固定时间长度窗口内的第一个、第二个变点，τk为固定时间长度窗口内的最后一个变点；
44、k为变点的数量；pen(k)为惩罚函数；f(τ)为暂态噪声过滤函数。
45、优选地，所述变点检测成本函数具体为：
46、
47、其中，表示变点τk到τk+1的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
7.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
8.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
10.基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于，所述装置包括：
11.根据权利要求10所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
12.根据权利要求10所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于，采用变点检
13.根据权利要求12所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
14.根据权利要求13所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
15.根据权利要求13所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
16.根据权利要求13所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
17.根据权利要求13所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
18.根据权利要求10所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
19.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
20.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
7.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
8.根据权利要求4所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的基于变点检测技术的无通道保护方法，其特征在于：
10.基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于，所述装置包括：
11.根据权利要求10所述的基于变点检测技术的无通道保护装置，其特征在于：
12.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：于同伟，夏雨，张梅，施慎行，王刚，喻正直，王雪莹，代子阔，鄂振伟，闫振宏，赵宏炎，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。