一种带接地点送电防范方法与流程

1.本发明涉及电力系统领域，具体地说，涉及一种带接地点送电防范方法。


背景技术：

2.当前，国内普遍采用人工管理手段防范带接地点送电，通过班组的人工排查与监督，确保在线路无接地情况下进行送电。而电网感应电的研究大多针对感应电压电流的计算上，往往通过简化与忽略某些因素建立感应电计算模型，得出计算数值。将线路感应电与带接地点送电防范进行结合的研究较少。有学者利用仿真软件构建线路仿真模型得出线路感应电压接地判据，将实测感应电压数值与接地判据相比较，从而判断是否存在接地的情况。
3.人工管理手段防范带接地点送电方法过于依赖于人员素质，对班组人员的专业素养提出较高要求，需要人员严格遵守操作规程，因而可靠性低，耗费人力物力。
4.利用仿真模型得到感应电压判据并以此判断线路是否存在接地点的方法依赖于模型的准确性，由于在构建线路模型的过程中本身的数据来源存在误差，无法完全反应现实线路状况，而仿真软件中的感应电压的计算模型存在简化忽略某些因素的情况，因而得出的接地电压判据准确性有待提高。且此方法针对不同的线路需要搭建不同的仿真模型以得到接地判据，花费时间人力成本过高，不具备大范围推广价值。


技术实现要素：

5.本发明基于前人的研究，提出了一种基于大维随机矩阵理论与感应电压的带接地点送电防范方法，以解决现有问题中的不足。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种带接地点送电防范方法，所述防范方法包括如下步骤：
7.步骤1)：获取感应电压的数据；
8.步骤2)：构建随机矩阵e
f
；
9.步骤3)：对所述随机矩阵e
f
进行预处理，得到预处理后的随机矩阵
10.步骤4)：求解所述随机矩阵的奇异值等价矩阵按式对所述随机矩阵进行转换；
11.步骤5)：对所述奇异值等价矩阵的单环定理进行分析和判断；
12.步骤6)：定义基于统计量msr的异常状态检测指标，判断感应电压是否偏离了正常值，线路是否出现了接地点。
13.优选的，所述步骤1具体分为以下2个部分：
14.1)线路安装的pmu装置以全球定位系统gps为采样基准进行同步向量的监测，为数据驱动的方式提供数据基础；
15.2)利用线路安装的所述pmu装置获取线路热备用状态下两端的感应电压数据。
16.优选的，所述步骤2具体分为以下6个部分：
17.1)记录热备用线路在无接地故障情况下某时刻t
i
两端的感应电压，形成数据向量
18.2)将所述数据向量按采样时刻循序排列得到无故障感应电压数据矩阵i取150；
19.3)记录送电合闸之前50个时刻线路两端的感应电压值，构成送电前感应电压数据矩阵其中i为50；
20.4)将所述与所述构成增广矩阵将所述复制30次，得扩展后的矩阵
21.5)在所述d
e
中引入随机噪声，以式子e
f
＝d
e
+m
×
n进行，所述e
f
为因素扩展矩阵，所述n
60*200
为噪声矩阵且每一个元素都是服从标准正态分布的随机变量，所述m为噪声幅值；
22.6)定义所述因素扩展矩阵e
f
的信噪比为利用上式确定所述m的值。
23.优选的，所述步骤3中的预处理计算式为其中，所述e
fi,j
和e
i
为所述随机矩阵e
f
的量，所述和为所述随机矩阵的量，所述μ(e
i
)和σ(e
i
)分别为所述e
i
的均值和标准差，所述和分别为所述的均值和标准差，且
24.优选的，所述步骤4中的u为哈尔酉矩阵，由matlab对魔方矩阵进行奇异值分解得到。
25.优选的，所述步骤5具体分为以下3个部分：
26.1)将所述奇异值等价矩阵进行求取特征根的操作；
27.2)若热备用线路不存在接地点，则所述是一个非hermitian特征的随机矩阵，矩阵中每一个元素符合独立同分布的随机变量，所述奇异值等价矩阵的特征值的经验谱分布收敛到单环定理，其概率密度函数为
28.3)若热备用线路存在接地点，则所述增广矩阵当中的与存在非随机误差，所述不是一个非hermitian特征的随机矩阵，其特征根不满足所述f(λ)的概率分布。
29.优选的，所述步骤6中的所述统计量msr为所有特征根在复平面上半径的均值，用于表征系统的能量，表达式为当系统运行产生非随机性的剧烈扰动时，所述统计量msr会减小到小于内环半径的水平，即此时线路出现了接地点，不进行合闸操作。
30.同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
31.本发明的技术方案充分利用了停运线路热备用状态下感应电压的特征信息，利用大维随机矩阵理论对感应电特征信息进行了充分的挖掘，有效的识别出带接地点送电前感应电压的异常状态，大大避免了带接地点送电情况的发生几率，为电网的安全可靠运行提供保障，同时，大维随机矩阵分析理论避免了传感器随机测量误差的影响，对环境噪声的抵御性较强，在可靠的监测出感应电压异常的同时减小了误报与误动。
附图说明
32.图1为本发明的一种带接地点送电防范方法的流程图；
33.图2为本发明的步骤1的流程示意图；
34.图3为本发明的步骤2的流程示意图；
35.图4为本发明的步骤5的流程示意图；
36.图5为步骤5中正常状态和存在接地状态的特征根分布示意图。
具体实施方式
37.为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
38.首先，如图1所示，图1为本发明的一种带接地点送电防范方法的流程图；所述方法包括步骤如下。步骤1)：获取感应电压的数据；步骤2)：构建随机矩阵e
f
；步骤3)：对所述随机矩阵e
f
进行预处理，得到预处理后的随机矩阵步骤4)：求解所述随机矩阵的奇异值等价矩阵按式对所述随机矩阵进行转换；步骤5)：对所述奇异值等价矩阵的单环定理进行分析和判断；步骤6)：定义基于统计量msr的异常状态检测指标，判断感应电压是否偏离了正常值，线路是否出现了接地点。
39.进一步地，请参见图2，图2为本发明中步骤1的流程示意图；步骤1为感应电压数据获取；pmu装置以全球定位系统gps为采样基准，进行同步向量的监测。为数据驱动的方式提供了数据基础。可利用线路安装的pmu装置获取线路热备用状态下两端的感应电压数据。
40.此外，请参见图3，图3为本发明中步骤2的流程示意图；步骤2为随机矩阵的构建；
1)记录热备用线路在无接地故障情况下某时刻t
i
两端的感应电压，形成数据向量2)将数据向量按采样时刻循序排列得到无故障感应电压数据矩阵为充分利用无故障热备用线路两端的电压数据，i取150，即记录150个时刻的无故障数据；3)记录送电合闸之前50个时刻线路两端的感应电压值，构成送电前感应电压数据矩阵其中i为50；4)将所述与所述构成增广矩阵将所述复制30次，得扩展后的矩阵5)在所述d
e
中引入随机噪声，以式子e
f
＝d
e
+m
×
n进行，所述e
f
为因素扩展矩阵，所述n
60*200
为噪声矩阵且每一个元素都是服从标准正态分布的随机变量，所述m为噪声幅值；6)定义所述因素扩展矩阵e
f
的信噪比为利用上式确定所述m的值。
41.另外，请参见图4和图5，图4为本发明中步骤5的流程示意图；图5为步骤5中正常状态和存在接地状态的特征根分布示意图；步骤5为随机矩阵的单环定理分析；1)将所述奇异值等价矩阵进行求取特征根的操作；2)若热备用线路不存在接地点，则所述是一个非hermitian特征的随机矩阵，矩阵中每一个元素符合独立同分布的随机变量，所述奇异值等价矩阵的特征值的经验谱分布收敛到单环定理，其概率密度函数为3)若热备用线路存在接地点，则所述增广矩阵当中的与存在非随机误差，所述不是一个非hermitian特征的随机矩阵，其特征根不满足所述f(λ)的概率分布。对于所述奇异值等价矩阵正常状态下的特征根分布与存在接地时的特征根分布如图5所示。
42.另外，本发明的步骤3为随机矩阵的预处理；所述步骤3中的预处理计算式为其中，所述e
fi,j
和e
i
为所述随机矩阵e
f
的量，所述和为所述随机矩阵的量，所述μ(e
i
)和σ(e
i
)分别为所述e
i
的均值和标准差，所述和分别为所述的均值和标准差，且
43.另外，本发明的步骤4为随机矩阵的奇异值等价矩阵；所述步骤4中所述步骤4中的u为哈尔酉矩阵，由matlab对魔方矩阵进行奇异值分解得到。
44.最后，本发明的步骤6为基于msr的异常状态检测指标；在所述步骤6中定义系统能
量表征统计量msr为所有特征根在复平面上半径的均值，表达式为当系统运行产生非随机性的剧烈扰动时，所述统计量msr会减小到小于内环半径的水平，即此时线路出现了接地点，不进行合闸操作。
45.需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。