基于多暂降阈值和持续时间敏感设备免疫能力评估方法
【专利摘要】一种基于多暂降阈值和持续时间敏感设备免疫能力评估方法，属于电能质量分析【技术领域】。对暂降录波数据进行有效值计算得到暂降RMS波形，求暂降中电压小于或等于设备所能耐受的电压幅值Uc的时间T(Uc)，进而形成一个多暂降阈值和持续时间的序列；形成某个站点暂降描述矩阵、暂降描述表以及暂降描述图；进行单个暂降事故评估以及敏感设备电压暂降免疫能力站点评估；基于提出的严重性综合指标MMDSI进行电压暂降严重程度评估。优点在于，基于多暂降阈值和持续时间对电压暂降进行描述，并进而提出的新颖的敏感设备电压暂降免疫能力评估方法可以解决传统方法过度评估、不精确的问题，合理评估电压暂降的严重程度。
【专利说明】基于多暂降阈值和持续时间敏感设备免疫能力评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属电能质量分析【技术领域】，特别是涉及一种基于多暂降阈值和持续时间的敏感设备免疫能力评估方法。
【背景技术】
[0002]电压暂降是指由于电力系统短路故障、大型电机启动、变压器励磁涌流等原因造成的电压均方根值短时间内突然下降的电能质量事件。
[0003]电压暂降的评估工作主要是通过对电能质量监测系统暂降录波数据进行处理，求出相关指标值来描述单个事件、站点和系统电压暂降严重程度及其对用电设备影响程度。电压暂降对敏感设备影响的大小，从敏感设备角度来看是指敏感设备对电压暂降的免疫能力大小，其评估工作主要是基于敏感设备的电压耐受曲线并结合单个暂降事件、站点暂降相关特征与指标来判断敏感设备是否会受到影响、得出受到影响的频次。
[0004]传统的敏感设备电压暂降免疫能力评估方法中，电压暂降用暂降幅值和持续时间来描述。暂降幅值是指暂降过程中的最低电压幅值占标称电压的百分比，持续时间是指暂降过程中电压幅值低于暂降阈值的时间。传统的评估方法假设暂降幅值变化波形是矩形波，而实际上电压暂降并非如此，因为电压暂降的起始阶段和恢复阶段并不是瞬时完成的，尤其是直流电机启动和变压器励磁涌流引发的暂降，其恢复阶段持续时间会很长。换言之，传统评估方法是不精确的乃至是不适用的。不同的敏感设备电压免疫能力是不同的，甚至相同类型的敏感设备因其制造厂商、硬件、控制方法的不同，其电压免疫能力也不相同，电压暂降描述方法没有结合到具体的敏感设备特性也是传统评估方法不适用的重要原因。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于多暂降阈值和持续时间敏感设备免疫能力评估方法，结合设备电压耐受曲线提出了一种基于多暂降阈值和持续时间的电压暂降新型描述方法，旨在运用到设备免疫能力评估上，以解决传统方法过度评估、不精确的问题。在站点评估方法中，提出了站点暂降描述图的概念，并提出了基于电压暂降新型描述的严重程度综合指标，可合理评估电压暂降的严重程度。具体步骤如下:
[0006]步骤1:对暂降录波数据进行均方根值计算得到暂降RMS波形。求暂降中电压小于或等于设备所能耐受的电压幅值U。的时间T (U。)。进而形成一个多暂降阈值和持续时间的序列 T (0.9)、T (0.9-h)、T (0.9-2h)......T (0.1)其中 T 为时间，单位为 ms。
[0007]步骤2:针对某站点监测到的某月(某季度、某年)n个暂降事件中的任一暂降事件I≤Si≤n，采用Ti (0.9)、Ti (0.9-h)、Ti (0.9_2h)……Ti (0.1)进行描述，形成暂降描述矩阵、暂降描述表以及暂降描述图。
[0008]步骤3:电压暂降严重程度评估:采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合电压暂降严重性指标，基于新型电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI，评估电压暂降的严重程度包括:[0009](I)单个暂降事件评估。采用步骤I产生的序列，结合敏感设备电压耐受曲线上下限形式或者平均值形式，评估敏感设备电压暂降免疫能力。
[0010](2)敏感设备电压暂降免疫能力站点评估。采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合敏感设备电压耐受曲线上下限形式或者平均值形式，评估敏感设备电压暂降免疫能力。
[0011](3)电压暂降严重程度评估。采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合电压暂降严重性指标，基于新型电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI，评估电压暂降的严重程度。
[0012]技术方案流程图如图1。
[0013]步骤I中求暂降中电压小于或等于U。的时间T(U。)的过程为:
[0014]暂降s可以描述为一电压关于时间的函数:U=s(t)或I=S4(U)。对于暂降过程中的任意电压U。可以描述为t=^⑶，根据RMS波形数据可求得两个解tel，te2，其中U为电压，为标幺值。
[0015]定义:T(Uc) = |tcl-tc2|，其中0.1≤U。≤0.9。T(Uc)是指暂降中电压小于或等于U。的时间。
[0016]步骤I中得到多暂降阈值和持续时间的序列的过程为:
[0017]由于设备的电压耐受曲线中的免疫电压幅值一般精确到小数点第2位，电压间隔11可取0.01-0.05?.11.。利用T(U。)的定义可以求得多暂降阈值和持续时间的序列T(0.9)、T (0.9-h)、T (0.9-2h)......T (0.1)。
[0018]步骤2中暂降描述矩阵形成过程为:
[0019]针对某站点某月(某季度、某年)监测到的η个暂降事件，利用步骤I中的多暂降
阈值和持续时间的序列计算方法，对站点监测到的任一暂降事件Si(l ^ Si ^ η)，可描述为
Ti (0.9)、Ti (0.9-h)、Ti (0.9-2h)……Ti (0.1),为了更直观的表示，可形成一个暂降描述矩
阵，列代表暂降序列，行代表某一暂降事件的所有描述:
【权利要求】
1.一种基于多暂降阈值和持续时间敏感设备免疫能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:对暂降录波数据进行均方根值计算得到暂降RMS波形；求暂降中电压小于或等于设备所能耐受的电压幅值U。的时间T(U。)；进而形成一个多暂降阈值和持续时间的序列T (0.9)、T (0.9-h)、T(0.9-2h)......T (0.1)其中 T 为时间，单位为 ms ； 步骤2:针对某站点监测到的某月(某季度、某年)n个暂降事件中的任一暂降事件I≤Si ≤n，采用Ti (0.9)、Ti (0.9-h)、Ti (0.9_2h)……Ti (0.1)进行描述，形成暂降描述矩阵、暂降描述表以及暂降描述图； 步骤3:电压暂降严重程度评估:采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合电压暂降严重性指标，基于新型电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI，评估电压暂降的严重程度包括: (1)单个暂降事件评估:采用步骤I产生的序列，结合敏感设备电压耐受曲线上下限形式或者平均值形式，评估敏感设备电压暂降免疫能力； (2)敏感设备电压暂降免疫能力站点评估:采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合敏感设备电压耐受曲线上下限形式或者平均值形式，评估敏感设备电压暂降免疫能力； (3)电压暂降严重程度评估:采用步骤2产生的站点暂降描述图，结合电压暂降严重性指标，基于新型电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI，评估电压暂降的严重程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I中，形成一个多暂降阈值和持续时间的序列:T(0.9)、T(0.9-h)、T(0.9-2h)……T(0.1),其中T为时间，单位为ms ;h为电压间隔。采用定义T (U。)I I其中0.1≤U。≤0.9，U。为电压，为标幺值；T (U。)是指暂降中电压小于或等于U。的时间；电压间隔h取0.01-0.05p.u.。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，形成某个站点暂降描述矩阵:针对某站点监测到的某月、某季度或某年η个暂降事件，利用步骤I中的多暂降阈值和持续时间的序列计算方法，对任一暂降事件Si (I ( Si Sn)，描述为Ti (0.9)、Ti (0.9-h),Ti (0.9-2h)......Ti (0.1),直观的表不,形成一个暂降描述矩阵,列代表暂降序列，行表某一暂降的所有描述:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，形成某个站点暂降描述表以及描述图:统计步骤2中形成的暂降描述矩阵中各电压阀值持续时间大于等于某个持续时间的暂降事件个数；将暂降描述表中每一行绘制成一条以时间为横坐标，单元元素为纵坐标的曲线，将所有曲线集合在同一坐标系下形成暂降描述图。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，提出基于电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI:
MMDSI=max{MDSI (0.9, )), MDSI (0.9-h, T (0.9-h)),......MDSI (0.1，Τ(0.I))}利用基于新型电压暂降描述的严重性综合指标MMDSI反映电压暂降的严重程度:当MMDSI=O,则可得T (Umax) < Tmin，设备正常；当MMDSI=100，则得到=T(Umin)≥Tmax，则设备故障；当MMDSI取值0-100之间，则得T (Umax)≥Tmin且T (Umin) < Tmax,设备处于不确定区域，且MMDSI越大，暂降越接近电压耐受曲线下限，暂降越严重。
【文档编号】G01R31/00GK103777096SQ201410022793
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】徐永海, 孔祥雨, 兰巧倩 申请人:华北电力大学