一种交直流混联电网电压波形相似度对比方法及系统与流程

本发明涉及交直流混联电网，尤其是涉及一种交直流混联电网电压波形相似度对比方法及介系统。

背景技术：

1、在交直流混联电网纵联保护中，对于电流差动保护而言，需要快速、可靠地确定故障位置。

2、现有技术中，在交直流混联电网纵联保护中，确定故障位置一般是，通过对保护安装处的电压波形相似性进行比较来判断故障位置。但是，在电压波形相似性对比过程中一般是采用相关系数进行对比，但是在对比过程中，仅采用单一系数进行相似度对比，不能实现多个系数的综合对比，导致电压波形相似度对比的可靠性较低。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种交直流混联电网电压波形相似度对比方法及系统，有效解决由于现有技术单一相关系数对比波形相似度，导致可靠性低的问题，有效地提高了电压波形相似度对比的可靠性。

2、本发明第一方面提供了一种交直流混联电网电压波形相似度对比方法，包括：

3、获取待判断的第一电压波形以及第二电压波形，所述第一电压波形为交直流混联电网中交流线路第一母线侧采集到的电压波形，所述第二电压波形为交直流混联电网中第一母线侧相对于交流线路的另一侧计算得到的参考电压波形；

4、采用了归一化对齐对第一电压波形以及第二电压波形分别进行预处理，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响；

5、对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行bhattacharyya系数计算，如果计算的bhattacharyya系数不小于第一预设阈值，则对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行pearson相关系数计算；如果计算的bhattacharyya系数小于第一预设阈值，则判断为第一电压波形与第二电压波形不相似。

6、可选地，所述采用了归一化对齐对第一电压波形以及第二电压波形分别进行预处理，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响具体包括：

7、对第一电压波形以及第二电压波形分别进行归一化处理；

8、将归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行首端对齐。

9、进一步地，所述对第一电压波形以及第二电压波形分别进行归一化处理具体包括：

10、取第一电压波形最大值和最小值的第一差值，取第二电压波形最大值和最小值的第二差值，将原始第一电压波形的每个采样点与第一差值进行除法计算，使处理后第一电压波形的最大值与最小值的差值为1；将原始第二电压波形的每个采样点与第二差值进行除法计算，使处理后第二电压波形的最大值与最小值的差值为1。

11、可选地，所述将归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行首端对齐具体包括：

12、获取归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形的首部差值；

13、根据归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形的首部差值平移第一电压波形或第二电压波形，使得归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形首端对齐。

14、可选地，所述第二电压波形的计算方法为：

15、其中，ur为第二电压波形，um为第一电压波形，im为交直流混联电网中交流线路第一母线侧采集到的电流，r为交直流混联电网中交流线路的阻抗，l为交直流混联电网中交流线路的电抗。

16、可选地，所述对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行bhattacharyya系数计算具体为：

17、将预处理后的第一电压波形的采样值转换为第一离散概分布函数，将预处理后的第二电压波形的采样值转换为第二离散概分布函数；

18、计算第一离散概分布函数与第二离散概分布函数的bhattacharyya系数。

19、可选地，还包括：

20、如果计算的pearson相关系数不小于第二预设阈值，则预处理后的第一电压波形以及第二电压波形相似；如果计算的bhattacharyya系数小于第二预设阈值，则判断为第一电压波形与第二电压波形不相似。

21、进一步地，还包括：

22、获取待判断的第三电压波形以及第四电压波形，所述第三电压波形为交直流混联电网中交流线路第二母线侧采集到的电压波形，所述第四电压波形为交直流混联电网中第二母线侧相对于交流线路的另一侧计算得到的参考电压波形；

23、采用了归一化对齐对第三电压波形以及第四电压波形分别进行预处理，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响；

24、对预处理后的第三电压波形以及第四电压波形进行bhattacharyya系数计算，如果计算的bhattacharyya系数不小于第一预设阈值，则对预处理后的第三电压波形以及第四电压波形进行pearson相关系数计算；如果计算的bhattacharyya系数小于第一预设阈值，则判断为第三电压波形与第四电压波形不相似。

25、进一步地，还包括：

26、根据第一电压波形与第二电压波形的相似度对比结果、第三电压波形与第四电压波形的相似度对比结果，进行纵联比较，确定故障发生的位置为区内故障或区外故障。

27、本发明第二方面提供了一种交直流混联电网电压波形相似度对比系统，包括：

28、获取模块，获取待判断的第一电压波形以及第二电压波形，所述第一电压波形为交直流混联电网中交流线路第一母线侧采集到的电压波形，所述第二电压波形为交直流混联电网中第一母线侧相对于交流线路的另一侧计算得到的参考电压波形；

29、预处理模块，采用了归一化对齐对第一电压波形以及第二电压波形分别进行预处理，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响；

30、计算判断模块，对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行bhattacharyya系数计算，如果计算的bhattacharyya系数不小于第一预设阈值，则对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行pearson相关系数计算，如果计算的bhattacharyya系数小于第一预设阈值，则判断为第一电压波形与第二电压波形不相似。

31、本发明采用的技术方案包括以下技术效果：

32、1、本发明技术方案中，获取待判断的第一电压波形以及第二电压波形，采用了归一化对齐对第一电压波形以及第二电压波形分别进行预处理，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响；对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行bhattacharyya系数计算，如果计算的bhattacharyya系数不小于第一预设阈值，则对预处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行pearson相关系数计算；如果计算的bhattacharyya系数小于第一预设阈值，则判断为第一电压波形与第二电压波形不相似，不仅考虑bhattacharyya系数，而且还要综合考虑pearson相关系数，有效解决由于现有技术单一相关系数对比波形相似度，导致可靠性低的问题，有效地提高了电压波形相似度对比的可靠性。

33、2、本发明技术方案中首先对第一电压波形以及第二电压波形分别进行归一化处理；然后将归一化处理后的第一电压波形以及第二电压波形进行首端对齐，以消除电压波形幅值差异对于相似度判断的影响，仅保留波形变化趋势这一特征，进一步地提高了电压波形相似度对比的可靠性。

34、3、本发明技术方案中对第一电压波形以及第二电压波形分别进行归一化处理具体包括：取第一电压波形最大值和最小值的第一差值，取第二电压波形最大值和最小值的第二差值，将原始第一电压波形的每个采样点与第一差值进行除法计算，使处理后第一电压波形的最大值与最小值的差值为1；将原始第二电压波形的每个采样点与第二差值进行除法计算，使处理后第二电压波形的最大值与最小值的差值为1，运算简单，不会占用太长的计算时间，不会对保护的速动性造成影响，可以快速、可靠地确定故障位置。

35、4、本发明技术方案中还包括：根据第一电压波形与第二电压波形的相似度对比结果、第三电压波形与第四电压波形的相似度对比结果，进行纵联比较，确定故障发生的位置为区内故障或区外故障，在交直流混联电网纵联保护中，可以快速、可靠地确定故障位置。

36、应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。