快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置与流程

本发明涉及电力系统测量，尤其涉及一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置。

背景技术：

1、随着全球电力市场化和电网区域互联的发展，电网的运行环境日益复杂，其安全稳定运行问题日渐突出，迫切需要提高电网的动态安全监控能力。

2、目前，常用的电力系统稳态条件下的测量算法为相量测量算法，当电力系统发生故障时，这类算法无法快速响应。特别是当电力系统发生短路/接地故障时，故障电流中往往含有衰减的直流分量，传统的测量类相量测量算法则不能克服直流分量的不利影响，给交流分量的计算引入了极大的误差。

3、综上，如何快速确定故障电流中的交流分量并同时减少直流分量的影响，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置，以解决目前的故障电流中交流分量的确定方法存在直流分量的影响，无法快速准确地计算故障电流中交流分量的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法，包括：

3、采集电力系统中的故障信号；

4、对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量；

5、对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；

6、将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。

7、在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：

8、；

9、其中，x1和x2为故障交流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。

10、第二方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法，包括：

11、采集电力系统中的故障信号；

12、对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；

13、对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；

14、将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；

15、基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同；

16、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中，故障直流电流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；

17、将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；

18、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。

19、在一种可能的实现方式中，将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量，包括：

20、将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间分量；

21、对第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量。

22、在一种可能的实现方式中，基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量，包括：

23、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量；

24、将至少3个第一直流分量输入至故障直流电流分量确定模型中，以确定故障直流电流分量确定模型中的未知量；

25、基于故障直流电流分量确定模型和采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。

26、在一种可能的实现方式中，将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量，包括：

27、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二差分交流分量；

28、将至少两个第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第二交流分量；

29、对第二交流分量进行幅值相位的校正，得到故障信号的第二交流分量。

30、在一种可能的实现方式中，确定方法还包括：

31、对第二交流分量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量；

32、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量；

33、将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；

34、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第三交流分量。

35、在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：

36、；

37、故障直流电流分量确定模型为：

38、；

39、其中，x1、x2、x3、x4为故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型的未知量，为角频率，t为时间常数。

40、第三方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置，该装置包括：

41、采集模块，用于采集电力系统中的故障信号；

42、采样模块，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；

43、差分模块，用于对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；

44、确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。

45、在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：

46、；

47、其中，x1和x2为故障交流电流分量确定模型未知量，为角频率，t为时间常数。

48、第四方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置，该装置包括：

49、采集模块，用于采集电力系统中的故障信号；

50、采样模块，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；

51、第一差分模块，用于对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；

52、第一确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；

53、第二确定模块，用于基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同；

54、第三确定模块，用于基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中，故障直流电流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；

55、第四确定模块，用于将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；

56、第五确定模块，用于将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。

57、在一些实施例中，第一确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间分量；

58、对第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量。

59、在一些实施例中，第三确定模块，用于基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量；

60、将至少3个第一直流分量输入至故障直流电流分量确定模型中，以确定故障直流电流分量确定模型中的未知量；

61、基于故障直流电流分量确定模型和采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。

62、在一些实施例中，第五确定模块，用于将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二差分交流分量；

63、将至少两个第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第二交流分量；

64、对第二交流分量进行幅值相位的校正，得到故障信号的第二交流分量。

65、在一些实施例中，第五确定模块，用于对第二交流分量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量；

66、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量；

67、将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；

68、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第三交流分量。

69、在一些实施例中，故障交流电流分量确定模型为：

70、；

71、故障直流电流分量确定模型为：

72、；

73、其中，x1、x2、x3、x4为故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。

74、第五方面，本发明实施例提供了一种保护测控安自装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第二方面或第一方面的任一种或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

75、第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第二方面或第一方面的任一种或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

76、本发明实施例提供一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置，首先，采集电力系统中的故障信号；然后，对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，接着，对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量。最后，将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的交流分量。本发明通过构建故障交流电流分量确定模型，然后只需要将对至少3个采样点进行差分后得到的至少两个第一差分交流分量输入到故障交流电流分量确定模型中，即可计算得到该模型的两个未知量，从而计算得到故障信号中的交流分量。该交流分量相比与目前的直接对故障电流进行差分滤波得到的交流分量具有更高的准确度，可以减少部分直流分量的影响。