专利名称：谐波负荷状态监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于根据谐波电流检索本体快速诊断出谐波负荷运行状态异常的监测点及各次谐波电流；同时对某个谐波负荷监测点的谐波电流实时监测并发出异常警告。
背景技术：
近年来，越来越多的谐波负荷接入电网，其产生的谐波电流对电网运行产生了日趋严重的问题；为了保障电网的安全、可靠运行，为电力用户提供优质的电能质量，谐波负荷的状态监测也就显得尤为重要，谐波负荷的状态监测是指根据谐波负荷的实时监测数据和一段时间内的监测信息判断谐波电流是否超出异常范围。同时，谐波负荷状态监测系统是智能电网状态监测系统框架下的重要组成部分，智能电网需要全景实时信息的获取能力，状态信息是智能电网状态监测的基础支撑；通过加强对电网实时、动态状态信息的分析、诊断和优化，可以为电网运行和管理人员提供更为全面、精细的电网运行状态展现，并给出相应的控制方案、备用预案及辅助决策策略，最大程度地实现电网运行的安全、可靠、 经济、高效、环保。目前，国内外对电力设备状态监测系统的研究工作做得比较多，而对于谐波负荷状态监测系统还做得比较少，未见相关报道。电能质量监测网的实际测量数据的变化可以反映谐波负荷运行状态的变化，由于影响谐波负荷运行状态的因素很多，如天气状况、用户需求、自然灾害等，这些因素都充满着模糊性与随机性，因此采用数据的高阶矩量来评估数据的好坏，难以判断数据总体的变化情况，更难以满足一段日期内每天样本组合关系下数据变化趋势的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种谐波负荷状态监测系统，以快速挖掘出反映谐波负荷运行状态的有用信息，并快速诊断和实时监测谐波负荷运行状态的正常与否。本发明的目的是这样实现的一种谐波负荷状态监测系统，(若干)电能质量监测仪其终端安装在各变电站线路上，采集用于计算各次谐波电流所需要的原始数据，该原始数据中包括各次谐波电流3s有效值和含有率；3G无线路由器/光纤通信线路连接在上述电能质量监测仪与数据管理服务器之间，用于将电能质量监测仪采集的原始数据通过3G无线路由器/光纤通信线路传送到数据管理服务器；数据管理服务器将采集的原始数据存储于PQ历史数据库；谐波电流检索本体构建装置谐波电流检索本体由每天3s值样本、每天最大值样本、3s值总体样本、最大值总体样本、3s值正态云模型、最大值正态云模型、标准正态云模型和标准正态云模型对应的Cp95值和最大值边界隶属度组成；其中，每天3s值样本和每天最大值样本考虑2-25次的谐波电流有效值，将每天各次谐波电流的3s值以及最大值进行统计得到；
3s总体样本采用每天3s值样本的均值和方差分别求取平均值而建立；最大值总体样本采用每天最大值样本来建立；3s值正态云模型和最大值正态云模型用对应总体样本的均值u和标准差S分别
代替云模型的期望Ex和熵En，根据公式
权利要求
1.一种谐波负荷状态监测系统，其特征是电能质量监测仪其终端安装在各变电站线路上，采集用于计算各次谐波电流所需要的原始数据，该原始数据中包括各次谐波电流3s有效值和含有率；3G无线路由器/光纤通信线路连接在上述电能质量监测仪与数据管理服务器之间， 用于将电能质量监测仪采集的原始数据通过3G无线路由器/光纤通信线路传送到数据管理服务器；数据管理服务器将采集的原始数据存储于PQ历史数据库；谐波电流检索本体构建装置谐波电流检索本体由每天3s值样本、每天最大值样本、 3s值总体样本、最大值总体样本、3s值正态云模型、最大值正态云模型、标准正态云模型和标准正态云模型对应的Cp95值和最大值边界隶属度组成；其中，每天3s值样本和每天最大值样本考虑2-25次的谐波电流有效值，将每天各次谐波电流的3s值以及最大值进行统计得到；3s总体样本采用每天3s值样本的均值和方差分别求取平均值而建立； 最大值总体样本采用每天最大值样本来建立；3s值正态云模型和最大值正态云模型用对应总体样本的均值u和标准差S分别代替云模型的期望Ex和熵En，根据公式-.He = max Vl104^2 ~s利用对应总体样本方VJ差S2的99%置信区间确定云模型的超熵He ；标准正态云模型及其对应的Cp95值和最大值边界隶属度取各次谐波电流有效值云模型的期望隶属度曲线即超熵He为零和最大值隶属度曲线即超熵He为99% 置信区间上界作为边界，将正态云模型转换为标准正态云模型的隶属度如下式所示norm—x—u = e 2 其中，n0rm_X_U为云滴值χ在标准正态云模型下的隶属度，norm_x为各次谐波电流有效值正态云模型云滴值转换到标准正态云模型下的云滴值；谐波负荷状态监测装置以上述谐波电流检索本体为参照，根据每天Cp95值和最大值的隶属度快速诊断谐波负荷运行状态是否异常；以上述谐波电流检索本体为参照，当实时数据的隶属度值低于最大值隶属度两次时， 认为运行状态发生异常，当低于Cp95值的隶属度时，认为该运行状态偏高，当累积偏高次数超过72次时，认为运行状态异常。
2.根据权利要求1所述的谐波负荷状态监测系统，其特征是还具有显示器，与数据管理服务器连接，用于展示谐波负荷的状态诊断以及实时监测的结果。
3.根据权利要求1所述的谐波负荷状态监测系统，其特征是所述谐波负荷状态诊断装置的判断规则为a)norm_Cp95_date_u < norm—Cp95_l—u 且 norm—Cp95_date—u ^ norm—Cp95_2—u，贝Iji皆波负荷运行产生的谐波电流有效值Cp95值正常偏高；b)norm_Cp95_date_u< norm_Cp95_2_u，则谐波负荷运行产生的谐波电流有效值Cp95值异常；c)norm_Max_date_u < norm—Max—1—u 且 norm_Max_date_u ^ norm—Max—2—u，贝1Ji皆波负荷运行产生的谐波电流有效值最大值正常偏高；d)norm_Max_date_u< norm_Max_2_u,则谐波负荷运行产生的谐波电流有效值最大值异常；e)其余情况认为谐波负荷运行在正常范围以内；其中，norm_Cp95_date_u, norm_Max_date_u, norm_Cp95_l_u, norm_Cp95_2_u, norm— Max_l_u, norm_Max_2_u分别表示在标准正态云模型下，各次谐波电流有效值每天的Cp95 值隶属度，最大值隶属度，参考模型Cp95值偏高隶属度，参考模型Cp95值异常隶属度，参考模型最大值偏高隶属度，参考模型最大值异常隶属度；所述谐波负荷实时监测装置的判断规则为a)当μ1彡norm_xl_u且μ 3彡norm_x2_u时，则谐波负荷运行产生的谐波电流有效值的实时数据在正常运行范围内；b)当μ1 < norm_xl_u且μ 3彡norm_x2_u时，则谐波负荷运行产生的谐波电流有效值的实时数据已越过Cp95值的界限，实时数据偏高，偏高次数累加1，当累加到72个之后， 如果还有实时数据偏高，则认为这天的谐波负荷实时监测运行状态出现异常偏大；c)当y3<norm_x2_u时，则谐波负荷运行产生的谐波电流有效值的实时数据最大值发生异常，当有两次发生最大值异常，则认为谐波负荷运行状态的最大值异常；其中，μ 1，μ 3，norm_xl_u, norm_x2_u分别表示在标准正态云模型下，实时数据对应 3s值隶属度，实时数据对应最大值隶属度，3s值参考模型偏高隶属度以及最大值参考模型最大值异常隶属度。
全文摘要
本发明的目的是提供一种谐波负荷状态监测系统，通过将各次谐波电流有效值对应的历史数据的统计特征量建立每天样本，以每天样本建立任意时段的总体样本，再根据总体样本的统计规律构建各次谐波电流有效值正态云模型及转换到标准正态云模型下的边界隶属度，从而构建谐波电流检索本体。本发明可根据谐波电流检索本体对谐波负荷进行状态诊断和实时监测；本发明同样适用于运行状态异常偏小的谐波负荷状态监测系统，本发明方法有一定的工程实用价值。
文档编号G01R19/02GK102323469SQ20111021146
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者叶茂清, 杨华, 杨洪耕, 胡灿, 谢康 申请人:四川大学, 四川电力科学研究院