本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電力系統(tǒng)集發(fā)電、變電、輸電、配電和用電于一體，涉及范圍廣，且元件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，需及時檢測到所發(fā)生的故障，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中快速、自動地切除，使其損壞程度減至最低，并保證最大限度地迅速恢復(fù)故障部分的正常運行，盡快自動恢復(fù)停電部分的供電。
準(zhǔn)確識別故障零時刻，對于快速切除故障，提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性有著決定性的意義，它可以縮短故障檢測時間，從而減少故障反應(yīng)時間，提高輸電系統(tǒng)的效率。為了確保電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行，需要大量的高新技術(shù)，而采用一種有效的故障零時刻判斷方法是實現(xiàn)上述目的的第一步。
現(xiàn)有技術(shù)中常用傅里葉算法或小波技術(shù)對故障零時刻進行識別，但都存在相應(yīng)的問題，如傅里葉變換只能反應(yīng)信號奇異性的整體性質(zhì)，無法具體定位某個點的缺陷；小波技術(shù)雖能實現(xiàn)信號突變點的準(zhǔn)確定位，但對處理器的運算處理能力要求較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為實現(xiàn)故障零時刻的準(zhǔn)確定位，并降低處理單元的運算負荷，本發(fā)明提供了一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷方法及裝置。
一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷方法，包含步驟如下：
步驟1，當(dāng)電力系統(tǒng)有擾動，監(jiān)視的數(shù)據(jù)滿足設(shè)定定值時，啟動錄波，以設(shè)定的時段、采樣頻率及時長保存數(shù)據(jù)，其中A、B段分別代表系統(tǒng)擾動前和系統(tǒng)擾動后的數(shù)據(jù)，采用同一采樣頻率采樣；
步驟2，以擾動發(fā)生時的前兩個周波對應(yīng)的點為分析起始點，從此點開始根據(jù)式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
進行作差，獲取差值結(jié)果Δi(k)，其中N為一個周波的采樣點數(shù)，k為待分析采樣值在存儲數(shù)據(jù)序列中的序號；
步驟3，將差值結(jié)果Δi(k)與閾值S進行比較，如果差值結(jié)果Δi(k)大于閾值S，則記下此點和已經(jīng)滿足條件的點的個數(shù)；
步驟4，若是一個周期內(nèi)滿足條件的點達到了設(shè)定個數(shù)P，則停止計算，同時認為第一個滿足差值結(jié)果的點所對應(yīng)的時刻為故障零時刻。
進一步的，步驟1中A段的記錄時長最長整定為2秒。
進一步的，步驟3中所述閾值S＝K*An，其中K取0.1，An為電壓或者電流的正常運行值，如果S＜0.05，則S＝0.05。
進一步的，步驟4中所述設(shè)定個數(shù)P＝N/10，如果N＜＝24，則P＝N/3。
一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷裝置，包括如下模塊：
1)用于當(dāng)電力系統(tǒng)有擾動，裝置監(jiān)視的數(shù)據(jù)滿足設(shè)定定值時，啟動錄波，以設(shè)定的時段、采樣頻率及時長保存數(shù)據(jù)的模塊，其中A、B段分別代表系統(tǒng)擾動前和系統(tǒng)擾動后的數(shù)據(jù)，采用同一采樣頻率采樣；
2)用于以擾動發(fā)生時的前兩個周波對應(yīng)的點為分析起始點，從此點開始根據(jù)式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
進行作差，獲取差值結(jié)果Δi(k)的模塊，其中N為一個周波的采樣點數(shù)，k為待分析采樣值在存儲數(shù)據(jù)序列中的序號；
3)用于將差值結(jié)果Δi(k)與閾值S進行比較，如果差值結(jié)果Δi(k)大于閾值S，則記下此點和已經(jīng)滿足條件的點的個數(shù)的模塊；
4)用于在一個周期內(nèi)滿足條件的點達到了設(shè)定個數(shù)P時，則停止計算，同時認為第一個滿足差值結(jié)果的點所對應(yīng)的時刻為故障零時刻的模塊。
進一步的，模塊1)中A段的記錄時長最長整定為2秒。
進一步的，模塊3)中所述閾值S＝K*An，其中K取0.1，An為電壓或者電流的正常運行值，如果S＜0.05，則S＝0.05。
進一步的，模塊4)中所述設(shè)定個數(shù)P＝N/10，如果N＜＝24，則P＝N/3。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點：在提高運算速度、降低運算負荷的基礎(chǔ)上能夠快速實現(xiàn)對信號突變點的準(zhǔn)確定位。
此外本發(fā)明判斷方法中的閾值的設(shè)定不是固定不變的，可以根據(jù)現(xiàn)場實際的電流、電壓變化情況而自適應(yīng)的。
本發(fā)明中的設(shè)定個數(shù)也可根據(jù)采樣頻率的不同自適應(yīng)調(diào)整。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的故障零時刻判斷方法流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷方法及裝置，能夠快速實現(xiàn)對信號突變點的準(zhǔn)確定位。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發(fā)明所述方法包括如下步驟：
1)當(dāng)電力系統(tǒng)有擾動，裝置監(jiān)視的數(shù)據(jù)滿足設(shè)定定值時，啟動錄波，保存系統(tǒng)擾動前后的數(shù)據(jù)；
擾動前后的數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，統(tǒng)一采用最高采樣頻率；
另外，擾動前后數(shù)據(jù)存儲時長可整定，其中擾動前時長最長設(shè)置為2秒。
2)從起始點開始，將采集的錄波數(shù)據(jù)按照式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
對應(yīng)點數(shù)據(jù)逐一進行作差，獲取差值結(jié)果Δi(k)，其中N為一個周波的采樣點數(shù)；
本方法以系統(tǒng)擾動點往前推兩個周波對應(yīng)的點為起始計算點，沒有完全計算步驟1)中保存的擾動前全部數(shù)據(jù)，可以減少計算量，提高運算速度和效率，此外，往前推兩個周波，是完全考慮了錄波啟動時的誤差。因為只有當(dāng)滿足了設(shè)定定值時，才會啟動錄波進行數(shù)據(jù)分析存儲，而錄波的啟動定值都是有效值，無法精確到具體一個點，即錄波啟動時無法精確定位到故障時刻，向前推兩個周波，能夠準(zhǔn)確找出故障起始點。
3)將步驟2)中得到的差值結(jié)果Δi(k)與閾值S進行比較，如果差值結(jié)果Δi(k)大于閾值S，則記下此點和已經(jīng)滿足條件的點的個數(shù)；
4)若是一個周期內(nèi)滿足條件的點達到了設(shè)定個數(shù)P，則停止計算，不再對本周期內(nèi)剩余采樣點進行作差比較，同時認為第一個滿足差值結(jié)果的點所對應(yīng)的時刻為故障零時刻；
若是一個周期內(nèi)所有采樣點全部完成作差比較后，滿足條件的個數(shù)沒有達到設(shè)定個數(shù)P，則將本周期中記錄的滿足條件的個數(shù)清零，從分析起始點向后移動半個周期，從步驟2)繼續(xù)進行分析判斷。
本方法中采用的周期為一個周波。
本發(fā)明所述方法對原始通道數(shù)據(jù)進行分析，不用再通過原始數(shù)據(jù)計算相關(guān)的序分量或功率進行分析；數(shù)據(jù)分析起始點選取包含擾動開始附近點，不用對擾動前全部數(shù)據(jù)進行計算；滿足條件的點的個數(shù)達到設(shè)定值即停止計算。這些方法都大大減少了運算量，提高運算速度，能快速、高效、精準(zhǔn)地找出故障零時刻。
另外，所述閾值S＝K*An，其中K取0.1，An可以是電壓或者電流的正常運行值，如果S＜0.05，則S＝0.05。閾值的設(shè)定不是一個固定值，可以根據(jù)現(xiàn)場實際的電流或電壓變化情況而自適應(yīng)的調(diào)整。
所述設(shè)定個數(shù)也不是固定不變的，可以根據(jù)采樣頻率自適應(yīng)變化，如：可采用P＝N/10，如果N＜＝24，則P＝N/3。
本發(fā)明還提供了一種基于錄波數(shù)據(jù)的故障零時刻判斷裝置，包括如下模塊：
1)用于當(dāng)電力系統(tǒng)有擾動，裝置監(jiān)視的數(shù)據(jù)滿足設(shè)定定值時，啟動錄波，以設(shè)定的時段、采樣頻率及時長保存數(shù)據(jù)的模塊，其中系統(tǒng)擾動前和系統(tǒng)擾動后的數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，統(tǒng)一采用最高采樣頻率；
2)用于以擾動發(fā)生時的前兩個周波對應(yīng)的點為分析起始點，從此點開始按照式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
進行作差，獲取差值結(jié)果Δi(k)的模塊，其中N為一個周波的采樣點數(shù)；
3)用于將差值結(jié)果Δi(k)與閾值S進行比較，如果差值結(jié)果Δi(k)大于閾值S，則記下此點和已經(jīng)滿足條件的點的個數(shù)的模塊；
4)用于在一個周期內(nèi)滿足條件的點達到了設(shè)定個數(shù)P時，則停止計算，同時認為第一個滿足差值結(jié)果的點所對應(yīng)的時刻為故障零時刻，若是滿足條件的個數(shù)沒有達到設(shè)定個數(shù)P，則往后移動半個周期按照模塊2)中的式子繼續(xù)進行作差判斷的模塊。
本發(fā)明所述裝置，實際上是基于上述方法流程的一種計算機解決方案，即一種軟件構(gòu)件，裝置中所述模塊與方法中步驟流程一一對應(yīng)。由于對上述方法的介紹已經(jīng)足夠清楚完整，故對本發(fā)明裝置的實施例不再贅述。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。