由故障錄波辨識(shí)元件全參數(shù)的方法和系統(tǒng)及故障定位方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)電力元件全參數(shù)的方法，包括如下步驟：輸入電力元件相關(guān)的故障錄波數(shù)據(jù)；對(duì)所述故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；由截取的數(shù)據(jù)和元件的全參數(shù)微分方程辨識(shí)元件的全參數(shù)；輸出辨識(shí)結(jié)果。本發(fā)明還提出了一種由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)發(fā)電機(jī)全參數(shù)的系統(tǒng)和一種由故障錄波數(shù)據(jù)定位線路故障點(diǎn)的方法。通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施，能夠由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)出電力線路、變壓器等元件的全參數(shù)和故障電阻，本發(fā)明不僅能夠獲得故障元件全參數(shù)，還能夠獲得非故障元件的全參數(shù)，并且參數(shù)精度將從現(xiàn)在的20％提高到1％之內(nèi)。
【專利說(shuō)明】由故障錄波辨識(shí)元件全參數(shù)的方法和系統(tǒng)及故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，尤其是電力系統(tǒng)的元件參數(shù)技術(shù)和故障定位技術(shù)。【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)中安裝了大量故障錄波裝置，一旦出現(xiàn)故障，錄波裝置都會(huì)啟動(dòng)并紀(jì)錄故障數(shù)據(jù)，其中包括a、b、c三相和零序的電壓和電流瞬時(shí)值，每個(gè)周波紀(jì)錄數(shù)十到數(shù)百個(gè)值；每個(gè)省網(wǎng)公司每年故障上百次，所以有大量的故障錄波數(shù)據(jù)。
[0003]另一方面，電力元件的參數(shù)誤差較大，有必要從故障錄波中提取參數(shù)，然而，由于故障電流中含有直流衰減分量、三相參數(shù)不一致和錄波數(shù)據(jù)不同步等問(wèn)題，造成由故障錄波、分解出正弦分量、提取線路的正負(fù)零序參數(shù)的誤差很大，不能滿足電網(wǎng)計(jì)算或分析的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在解決上述技術(shù)問(wèn)題，從故障錄波數(shù)據(jù)中辨識(shí)出準(zhǔn)確的線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等電力系統(tǒng)元件的全參數(shù)。
[0005]一種由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)電力元件全參數(shù)的方法，包括如下步驟:
[0006]S1:輸入電力元件相關(guān)的故障錄波數(shù)據(jù)；
[0007]S2:對(duì)所述故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括:S21、標(biāo)度變換；S22、對(duì)齊錄波數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)；S23、截取故障時(shí)段的數(shù)據(jù)；
[0008]S3:由截取的數(shù)據(jù)和元件的全參數(shù)微分方程辨識(shí)元件的全參數(shù)；
[0009]S4:輸出辨識(shí)結(jié)果。
[0010]對(duì)于兩端口元件，輸入元件左側(cè)三相電壓Ual、Ubl、Uel和零序電壓Utjl、左側(cè)三相電流iai>ibi>ici和零序電流Li與右側(cè)三相電壓ua2、ub2、ue2和零序電壓Utj2、右側(cè)三相電流ia2、ib2、ic2和零序電流的采樣值及采樣時(shí)刻:左側(cè){ualk、ublk、uclk>
Uolk、ialk、iblk、iclk、iolk、tlk-、
右側(cè) iua2j、Ub2j-> Uc2j-> Uo2j-> ia2j、ib2j、ic2j、i02j' t2j}，k — 1，2，...，N，j-1，2，...，M ;
[0011 ] 對(duì)于三端口元件，輸入元件第一側(cè)三相電壓ual、Ubl、Ucl和零序電壓Utjl、三相電流iai> ib1、id和零序電流L1、第二側(cè)三相電壓ua2、ub2> uc2和零序電壓Utj2、三相電流ia2、ib2、ic2和零序電流及第三側(cè)三相電壓ua3、Ub3 > Uc3和零序電壓Utj3、三相電流ia3、ib3、ie3和零序電流1。3的采樣值及采樣時(shí)刻:第一側(cè)ialk、iblk、iclk> iolk>tlk}、第二側(cè)
iUa2j、Ub2j、Uc2j、Uo2j、ia2j、ib2j、ic2j、i()2j、hj}，弟二側(cè) Iua31、Ub31、Uc31、Uo31 > Ia31 > ib31、。31、。31、t31}, k = 1,2,...，N, j=l, 2,...，M, 1=1, 2,..., L。
[0012]所述S21標(biāo)度變換的步驟包括:將兩側(cè)/三側(cè)錄波數(shù)據(jù)的電壓乘上各自的PT變比再除以統(tǒng)一電壓基數(shù)、電流乘上各自的CT變比后再除以統(tǒng)一電流基數(shù)；所述S22對(duì)齊錄波數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)的步驟包括:以兩側(cè)/三側(cè)零序電壓Utjl和11。2 / Uol和11。2和U03的突變時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)為原則；所述S23截取故障時(shí)段的數(shù)據(jù)的步驟包括:去除故障前和故障切除后時(shí)段的數(shù)據(jù)，僅截取故障存在時(shí)段的數(shù)據(jù)。[0013]還可以在S23步驟之前插入S23a數(shù)字濾波和S23b重抽樣的步驟；
[0014]所述步驟S23a包括:確定采樣頻率上限f；s，所述數(shù)字濾波使用低通濾波器，其截止頻率f。小于f；s，以濾除高頻信號(hào)避免重抽樣時(shí)混頻；
[0015]所述步驟S23b包括:按照小于或等于丨。3的頻率對(duì)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行重抽樣，且兩側(cè)/三側(cè)都采用相同的重抽樣頻率，對(duì)于兩端口元件輸出數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.一種由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)電力元件全參數(shù)的方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:輸入電力元件相關(guān)的故障錄波數(shù)據(jù)； S2:對(duì)所述故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括:S21、標(biāo)度變換；S22、對(duì)齊錄波數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)；S23、截取故障時(shí)段的數(shù)據(jù)； S3:由截取的數(shù)據(jù)和元件的全參數(shù)微分方程辨識(shí)元件的全參數(shù)； S4:輸出辨識(shí)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述SI輸入電力元件相關(guān)的故障錄波數(shù)據(jù)的步驟包括: 對(duì)于兩端口元件，輸入元件左側(cè)三相電壓ual、ubl、Uel和零序電壓Utjl、左側(cè)三相電流ial、ibl、iel和零序電流L1與右側(cè)三相電壓ua2、ub2、Ue2和零序電壓Utj2、右側(cè)三相電流ia2、ib2、iC2和零序電流的采樣值及采樣時(shí)刻:左側(cè)ialk、iblk、iclk> iolk>tlk}、右側(cè)iUa2j、Ub2j、Uc2j、Uo2j、ia2j' ib2j、ic2j、io2j、，k — I, 2, , N, j — I, 2, , M ; 對(duì)于三端口元件，輸入元件第一側(cè)三相電壓Ual、ubl> Ucl和零序電壓Utjl、三相電流ial、ibl、ici和零序電流L1、第二側(cè)三相電壓ua2、ub2、Uc2和零序電壓Utj2、三相電流ia2、ib2、ic2和零序電流及第三側(cè)三相電壓ua3、ub3、Ue3和零序電壓Utj3、三相電流ia3、ib3、ie3和零序電流io3 的采樣值及采樣時(shí)刻:第一側(cè) lualk、ublk、uclk> uolk> ialk、iblk、iclk> iolk> tlk}、第二側(cè){ua2J、Ub2j、Uc2j、Uo2j、ia2j、ib2j、iC2j、i02j、t2j}，弟二側(cè) Iua31、Ub31 > Uc31、Uo31、Ia31 > lb31> 土。31、-031、-—l，2，...，N，j — 1，2，...，Μ，1 — I，2，...，L ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S21標(biāo)度變換的步驟包括:將兩側(cè)/三側(cè)錄波數(shù)據(jù)的電壓乘上各自的PT變比再除以統(tǒng)一電壓基數(shù)、電流乘上各自的CT變比后再除以統(tǒng)一電流基數(shù)；所述S22對(duì)齊錄波數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)的步驟包括:以兩側(cè)/三側(cè)零序電壓U01和H02Zti0l和Utj2和Utj3的突變時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)為原則；所述S23截取故障時(shí)段的數(shù)據(jù)的步驟包括:去除故障前和故障切除后時(shí)段的數(shù)據(jù)，僅截取故障存在時(shí)段的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在S23步驟之前插入S23a數(shù)字濾波和S23b重抽樣的步驟； 所述步驟S23a包括:確定采樣頻率上限f；s，所述數(shù)字濾波使用低通濾波器，其截止頻率f。小于f；s，以濾除高頻信號(hào)避免重抽樣時(shí)混頻； 所述步驟S23b包括:按照小于或等于fes的頻率對(duì)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行重抽樣，且兩側(cè)/三側(cè)都采用相同的重抽樣頻率，對(duì)于兩端口元件輸出數(shù)據(jù):
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3由元件的全參數(shù)微分方程辨識(shí)元件的全參數(shù)的步驟包括: 先寫出元件的全參數(shù)微分方程，并整理成如下狀態(tài)方程:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于故障線路的全參數(shù)微分方程:
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于非故障線路的全參數(shù)微分方程:
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于非故障雙卷變壓器的全參數(shù)微分方程:
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)于非故障三卷變壓器的全參數(shù)微分方程:

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述SI輸入電力元件相關(guān)的故障錄波數(shù)據(jù)的步驟包括: 對(duì)于非故障發(fā)電機(jī)，輸入機(jī)端三相電壓Ua、ub、U。,三相電流ia、ib、i。的采樣值{uak、ubk、Uck> iak、ibk、ick},電網(wǎng)角頻率Oc1、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω、功角δ、勵(lì)磁電壓Uf、勵(lì)磁電流if的采樣值{ω01?、ω,、Sk、ufk、ifk}，以及采樣時(shí)刻{tj ;其中，k = 1,2,...,N, ω01? = 2 π fok, f ok -電網(wǎng)的工頻周期。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3由元件的全參數(shù)微分方程辨識(shí)元件的全參數(shù)的步驟包括: 根據(jù)非故障發(fā)電機(jī)的全參數(shù)微分方程:
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，非故障發(fā)電機(jī)的全參數(shù)微分方程的第3個(gè)微分方程簡(jiǎn)化為:
13.一種由故障錄波數(shù)據(jù)辨識(shí)發(fā)電機(jī)全參數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 發(fā)電機(jī)故障錄波裝置，用于測(cè)量并存儲(chǔ)故障錄波數(shù)據(jù)，包括:對(duì)電網(wǎng)的工頻周期fo、發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓Uab。、三相電流iab。、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω、功角δ、勵(lì)磁電壓Uf和勵(lì)磁電流仁進(jìn)行采樣，以獲得相應(yīng)的采樣值；根據(jù)
14.一種由故障錄波數(shù)據(jù)定位線路故障點(diǎn)的方法，其特征在于，包括如下步驟: ·51、輸入線路的故障錄波數(shù)據(jù)； ·52、對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括:S21標(biāo)度變換；S22對(duì)齊錄波數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)；S23數(shù)字低通濾波；S24重抽樣；S25截取故障時(shí)段的數(shù)據(jù)； ·53、由故障時(shí)段的數(shù)據(jù)和故障線路的全參數(shù)微分方程辨識(shí)過(guò)渡電阻、以及故障點(diǎn)的右側(cè)線路長(zhǎng)度與左側(cè)線路長(zhǎng)度之比β ; 其中，所述全參數(shù)微分方程為:
【文檔編號(hào)】G01R31/34GK103439607SQ201310383000
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】郝玉山 申請(qǐng)人:三川電力設(shè)備股份有限公司