本发明涉及一种电力系统自动化技术领域，尤其是涉及一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置。
背景技术：
现代电力系统集发电、变电、输电、配电和用电于一体，涉及范围广，且元件繁多、结构复杂。因此，在电力系统发生故障时，需及时检测到所发生的故障，有选择地将故障元件从电力系统中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最低，并保证最大限度地迅速恢复故障部分的正常运行，尽快自动恢复停电部分的供电。
准确识别故障零时刻，对于快速切除故障，提高电力系统的暂态稳定性有着决定性的意义，它可以缩短故障检测时间，从而减少故障反应时间，提高输电系统的效率。为了确保电力系统的安全、可靠、经济运行，需要大量的高新技术，而采用一种有效的故障零时刻判断方法是实现上述目的的第一步。
现有技术中常用傅里叶算法或小波技术对故障零时刻进行识别，但都存在相应的问题，如傅里叶变换只能反应信号奇异性的整体性质，无法具体定位某个点的缺陷；小波技术虽能实现信号突变点的准确定位，但对处理器的运算处理能力要求较高。
技术实现要素：
为实现故障零时刻的准确定位，并降低处理单元的运算负荷，本发明提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置。
一种基于录波数据的故障零时刻判断方法，包含步骤如下：
步骤1，当电力系统有扰动，监视的数据满足设定定值时，启动录波，以设定的时段、采样频率及时长保存数据，其中A、B段分别代表系统扰动前和系统扰动后的数据，采用同一采样频率采样；
步骤2，以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点，从此点开始根据式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
进行作差，获取差值结果Δi(k)，其中N为一个周波的采样点数，k为待分析采样值在存储数据序列中的序号；
步骤3，将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较，如果差值结果Δi(k)大于阈值S，则记下此点和已经满足条件的点的个数；
步骤4，若是一个周期内满足条件的点达到了设定个数P，则停止计算，同时认为第一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻。
进一步的，步骤1中A段的记录时长最长整定为2秒。
进一步的，步骤3中所述阈值S＝K*An，其中K取0.1，An为电压或者电流的正常运行值，如果S＜0.05，则S＝0.05。
进一步的，步骤4中所述设定个数P＝N/10，如果N＜＝24，则P＝N/3。
一种基于录波数据的故障零时刻判断装置，包括如下模块：
1)用于当电力系统有扰动，装置监视的数据满足设定定值时，启动录波，以设定的时段、采样频率及时长保存数据的模块，其中A、B段分别代表系统扰动前和系统扰动后的数据，采用同一采样频率采样；
2)用于以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点，从此点开始根据式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
进行作差，获取差值结果Δi(k)的模块，其中N为一个周波的采样点数，k为待分析采样值在存储数据序列中的序号；
3)用于将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较，如果差值结果Δi(k)大于阈值S，则记下此点和已经满足条件的点的个数的模块；
4)用于在一个周期内满足条件的点达到了设定个数P时，则停止计算，同时认为第一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻的模块。
进一步的，模块1)中A段的记录时长最长整定为2秒。
进一步的，模块3)中所述阈值S＝K*An，其中K取0.1，An为电压或者电流的正常运行值，如果S＜0.05，则S＝0.05。
进一步的，模块4)中所述设定个数P＝N/10，如果N＜＝24，则P＝N/3。
本发明具有如下优点：在提高运算速度、降低运算负荷的基础上能够快速实现对信号突变点的准确定位。
此外本发明判断方法中的阈值的设定不是固定不变的，可以根据现场实际的电流、电压变化情况而自适应的。
本发明中的设定个数也可根据采样频率的不同自适应调整。
附图说明
图1为本发明提供的故障零时刻判断方法流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置，能够快速实现对信号突变点的准确定位。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明所述方法包括如下步骤：
1)当电力系统有扰动，装置监视的数据满足设定定值时，启动录波，保存系统扰动前后的数据；
扰动前后的数据为主要数据，统一采用最高采样频率；
另外，扰动前后数据存储时长可整定，其中扰动前时长最长设置为2秒。
2)从起始点开始，将采集的录波数据按照式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
对应点数据逐一进行作差，获取差值结果Δi(k)，其中N为一个周波的采样点数；
本方法以系统扰动点往前推两个周波对应的点为起始计算点，没有完全计算步骤1)中保存的扰动前全部数据，可以减少计算量，提高运算速度和效率，此外，往前推两个周波，是完全考虑了录波启动时的误差。因为只有当满足了设定定值时，才会启动录波进行数据分析存储，而录波的启动定值都是有效值，无法精确到具体一个点，即录波启动时无法精确定位到故障时刻，向前推两个周波，能够准确找出故障起始点。
3)将步骤2)中得到的差值结果Δi(k)与阈值S进行比较，如果差值结果Δi(k)大于阈值S，则记下此点和已经满足条件的点的个数；
4)若是一个周期内满足条件的点达到了设定个数P，则停止计算，不再对本周期内剩余采样点进行作差比较，同时认为第一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻；
若是一个周期内所有采样点全部完成作差比较后，满足条件的个数没有达到设定个数P，则将本周期中记录的满足条件的个数清零，从分析起始点向后移动半个周期，从步骤2)继续进行分析判断。
本方法中采用的周期为一个周波。
本发明所述方法对原始通道数据进行分析，不用再通过原始数据计算相关的序分量或功率进行分析；数据分析起始点选取包含扰动开始附近点，不用对扰动前全部数据进行计算；满足条件的点的个数达到设定值即停止计算。这些方法都大大减少了运算量，提高运算速度，能快速、高效、精准地找出故障零时刻。
另外，所述阈值S＝K*An，其中K取0.1，An可以是电压或者电流的正常运行值，如果S＜0.05，则S＝0.05。阈值的设定不是一个固定值，可以根据现场实际的电流或电压变化情况而自适应的调整。
所述设定个数也不是固定不变的，可以根据采样频率自适应变化，如：可采用P＝N/10，如果N＜＝24，则P＝N/3。
本发明还提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断装置，包括如下模块：
1)用于当电力系统有扰动，装置监视的数据满足设定定值时，启动录波，以设定的时段、采样频率及时长保存数据的模块，其中系统扰动前和系统扰动后的数据为主要数据，统一采用最高采样频率；
2)用于以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点，从此点开始按照式子
Δi(k)＝[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
进行作差，获取差值结果Δi(k)的模块，其中N为一个周波的采样点数；
3)用于将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较，如果差值结果Δi(k)大于阈值S，则记下此点和已经满足条件的点的个数的模块；
4)用于在一个周期内满足条件的点达到了设定个数P时，则停止计算，同时认为第一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻，若是满足条件的个数没有达到设定个数P，则往后移动半个周期按照模块2)中的式子继续进行作差判断的模块。
本发明所述装置，实际上是基于上述方法流程的一种计算机解决方案，即一种软件构件，装置中所述模块与方法中步骤流程一一对应。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故对本发明装置的实施例不再赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。