基于突变点检测组合算法的电力系统故障数据匹配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到电力系统故障定位领域，特别涉及一种基于突变点检测组合算法的 电力系统故障数据匹配方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统故障数据蕴含着丰富的信息资源，为使其得到充分利用，目前人们以原 有的故障信息处理系统为基础，运用数据挖掘技术研制出保护设备故障信息管理与分析系 统（简称"保信系统")。保信系统读取由GPS精确授时系统同步的故障信息子站保护装置、 录波装置等重要信息，完成计算、分析、绘图、信息输出等功能，为运行与继电保护人员提供 决策息。
[0003] 故障定位是保信系统的一项重要功能。目前，在输电线路故障定位技术中，双端测 距由于充分利用故障信息，具有测距精度高、操作简单、实用性强等优点，在电力系统中得 到广泛应用。保信系统中的双端测距模块所利用的故障数据为故障线路两端同次故障的电 量即所谓的匹配数据，而故障录波数据库中储存着海量的数据，因此在双端测距前必须对 故障数据进行筛选以使其相互匹配。一般情况下，由于有GPS精确授时系统保证数据同步 性，时标相同的故障数据即为匹配数据。然而实际中，外界干扰可能使得GPS精确授时系统 产生误差，虽然有学者提出采用高精度晶振对GPS时钟进行在线监测与校正，但进一步考 虑到互感器相移、硬件延时和采样率差别等因素引入的误差，保信系统中的匹配数据时标 也并非严格相同。因此，当线路出现连续性故障，各次故障数据时标接近时，仅仅根据时标 进行数据匹配可能使得测距模块读取数据出错，继而导致故障定位失败。因此，研究一种新 的故障数据匹配方法使得双端测距模块在进行数据筛选时不再单一地依靠 GPS精确授时 系统，具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0004] 本发明主要是解决现有方法存在的技术问题，设计出一种基于突变点检测组合算 法的电力系统故障数据匹配方法。
[0005] 本发明提供的技术方案为一种基于突变点检测组合算法的电力系统故障数据匹 配方法，包括以下步骤，
[0006] 步骤一、获取故障数据，包括在保信系统内的故障录波数据库中随机提取某条线 路两端的故障数据各一组，记线路一端为m端，另一端为η端；
[0007] 步骤二、利用突变点检测组合算法分别计算出两端相应的故障起点，包括对线路 的两端分别执行以下子步骤，
[0008] 步骤Α1、基于步骤一提取的某条线路一端的故障数据组，生成基本信号序列，实现 方式为运用K变换对三相电流进行相模变换：
【主权项】
1. 一种基于突变点检测组合算法的电力系统故障数据匹配方法，其特征在于：包括以 下步骤， 步骤一、获取故障数据，包括在保信系统内的故障录波数据库中随机提取某条线路两 端的故障数据各一组，记线路一端为m端，另一端为η端； 步骤二、利用突变点检测组合算法分别计算出两端相应的故障起点，包括对线路的两 端分别执行以下子步骤， 步骤Α1、基于步骤一提取的某条线路一端的故障数据组，生成基本信号序列，实现方式 为运用K变换对三相电流进行相模变换：
其中，ia、ib、i。为三相电流，i P h、i2为相应的三种模分量，选取一种模分量作为基本 信号，生成基本信号序列； 步骤A2、运用贝叶斯分类算法对步骤Al所得基本信号序列进行分类，找出可疑突变 占. 步骤A3、求出步骤A1所得基本信号序列的突变量电流，运用突变量电流算法计算出电 流突变点ns(l; 步骤A4、运用突变点检测组合算法确定故障起点，包括以步骤A3所得ns(l为基准构造 时间窗[113(|-八11，113(|]，其中八11为预设的窗宽，利用时间窗从由步骤42所得可疑突变点中 筛选出故障起点，筛选方式如下， 1) 当时间窗中只有一个可疑突变点时，故障起点ns为此可疑突变点； 2) 当时间窗中有两个及以上的可疑突变点时，故障起点ns为这些可疑突变点平均后取 整； 3) 当时间窗中没有可疑突变点时，故障起点ns为步骤A3所得电流突变点n s(l; 步骤三、根据步骤二中计算出的两端故障起点求取相关判据参数，并根据数据匹配的 三重判据判断两端故障数据是否匹配，包括以下子步骤： 步骤B1、以两端相应的故障起点\为基准，运用傅氏算法分别计算出两端数据各相的 正常与故障电流及电压相量； 步骤B2、根据步骤Bl所得结果，对两端分别运用突变量电流选相法进行故障选相，判 断两端数据对应的故障类型是否匹配； 步骤B3、若步骤B2判断结果为两端数据的故障类型不匹配，则直接判定两端数据不匹 配，结束流程；若匹配则计算m端电流匕和/；!如下， 两端均以A相为基准相，运用傅氏算法计算由步骤二所得m端的故障起点前推一个周 波的电流相量，得到m端电流，运用傅氏算法计算由步骤二所得η端的故障起点前推一个 周波的电流相量和电压相量，分别得到η端电流和η端电压; 再运用线路分布参数模型由η端电流< 和η端电压推算对应的m端电流t, , sh( V X L) ·, , , Γ .、； Im = -^-t,-Ch(YxL)Xlii C 其中，Y和Z。分别为线路的传播常数与特性阻抗，L为线路长度； 步骤M、根据负荷电流判据判断两端负荷电流是否匹配，包括若I P-1|彡λ，则负荷 电流匹配；否则，负荷电流不匹配，其中，参数Ρ = ·^，λ为预设的阀值； 丄m 步骤B5、若步骤M判断结果为两端负荷电流不匹配，则判定两端数据不匹配，结束流 程；若匹配，则利用合闸角判据判断两端数据是否匹配，包括若参数<
，则 合闸角匹配，否则合闸角不匹配，其中，为预设的阀值； 步骤B6、若步骤B5判断结果为合闸角匹配，说明三重判据判定结果均匹配，则最终判 定两端数据匹配，否则两端数据不匹配。
2.根据权利要求1所述基于突变点检测组合算法的电力系统故障数据匹配方法，其特 征在于：步骤A3运用突变量电流算法寻找电流突变点的实现如下： a) 根据公式Ai(k) = i(k)-i(k-N)计算突变量电流AUk)，其中N为故障录波装置 一个周期的采样点数，i (k)为基本信号i的采样点k处电流； b) 根据检测判据确定电流突变点，判据如下，
其中，参数A = {ψ(η)||ψ(η)| > €，k；^n<k+a}，a 与 β、ξ 为预 设参数，满足上述判据的第一个k值为被检测信号对应的突变点。
【专利摘要】本发明提供一种基于突变点检测组合算法的电力系统故障数据匹配方法，包括在保信系统内的故障录波数据库中随机提取某条线路两端的故障数据各一组，利用突变点检测组合算法分别计算出两端相应的故障起点，根据步骤二中计算出的两端故障起点求取相关判据参数，并根据数据匹配的三重判据判断两端故障数据是否匹配，包括对两端分别运用突变量电流选相法进行故障选相，判断两端数据对应的故障类型是否匹配；若匹配则根据负荷电流判据判断两端负荷电流是否匹配，若匹配则利用合闸角判据判断两端数据是否匹配，匹配则说明三重判据判定结果均匹配，则最终判定两端数据匹配，否则两端数据不匹配。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104655991
【申请号】CN201510121511
【发明人】龚庆武, 占劲松
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月19日