一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法与流程

1.本发明涉及一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法，属于继电保护技术领域。


背景技术：

2.在电力系统中，普遍存在的浪涌冲击会使继电保护装置的电流采样出现异常飞点，如果没有采用一定的算法对浪涌电流和故障电流进行鉴别区分，将会影响电流相关的保护判断，严重情况下甚至会导致保护装置误动。而目前，国内外对于浪涌飞点的研究较少，并且由于采样率的不同，装置采集到的浪涌波形也不一致，导致浪涌飞点算法的针对性不强。因此，有必要对32点采样装置的浪涌飞点进行深入研究，提出一种适用于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法，可靠鉴别出32点采样装置的浪涌飞点，避免装置误动，并且在故障情况下，不会误认为是浪涌飞点从而导致装置拒动，进而提高了电流相关保护的可靠性，提升了电网安全。
4.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
5.第一方面，本发明提供了一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统，包括：
6.采样元件：输入端为外接电流，用于对32点采样装置进行电流采样后，输出至一阶差分元件；
7.一阶差分元件：用于对电流采样值进行一阶差分，并将差分后的电流数据传输给波形鉴别元件进行波形鉴别；
8.波形鉴别元件：用于对一阶差分后的电流数据进行电流波形识别判定；
9.波形动态调整元件，输入端为波形鉴别元件，用于对波形鉴别元件识别判定的浪涌电流波形进行动态调整。
10.进一步的，所述一阶差分元件的一阶差分公式为：
11.y(n)＝x(n)-x(n-1)
12.其中，y(n)为一阶差分元件的输出，x(n)为当前采样点的电流值，x(n-1)为当前点的前一个点的电流采样值。
13.进一步的，所述波形鉴别元件检查电流波形是否同时满足：
14.x(n)》k1x(n-1)
15.x(n)》k2x(n+1)
16.y(n)》in17.其中，x(n)为32点采样装置的当前采样点的电流值，x(n-1)为相邻的前一个采样点的电流值，x(n+1)为相邻的后一个采样点的电流值，y(n)为一阶差分输出值，in为额定电
流值，k1和k2为浪涌波形判断门槛且均取1.6；
18.所述波形鉴别元件响应于电流波形同时满足以上条件的信号，则判定电流数据的电流波形为浪涌电流波形点，否则判定电流波形为正常或者故障情况下的电流波形。
19.进一步的，所述波形动态调整元件响应于波形鉴别元件识别出电流波形为浪涌波形的信号，采用浪涌波形中浪涌飞点的后一个点替换该浪涌飞点，避免浪涌时电流相关保护误动。
20.第二方面，本发明提供了一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别方法，包括：
21.通过采样元件对32点采样装置进行电流采样；
22.通过一阶差分元件对电流采样值实时进行一阶差分；
23.通过波形鉴别元件对一阶差分后的电流数据进行电流波形识别判定；
24.通过波形动态调整元件对波形鉴别元件识别判定的浪涌电流波形进行动态调整。
25.进一步的，所述一阶差分元件的一阶差分公式为：
26.y(n)＝x(n)-x(n-1)
27.其中，y(n)为一阶差分元件的输出，x(n)为当前采样点的电流值，x(n-1)为当前点的前一个点的电流采样值。
28.进一步的，所述波形鉴别元件检查电流波形是否同时满足：
29.x(n)》k1x(n-1)
30.x(n)》k2x(n+1)
31.y(n)》in32.其中，x(n)为32点采样装置的当前采样点的电流值，x(n-1)为相邻的前一个采样点的电流值，x(n+1)为相邻的后一个采样点的电流值，y(n)为一阶差分输出值，in为额定电流值，k1和k2为浪涌波形判断门槛且均取1.6；
33.所述波形鉴别元件响应于电流波形同时满足以上条件的信号，则判定电流数据的电流波形为浪涌电流波形点，否则判定电流波形为正常或者故障情况下的电流波形。
34.进一步的，所述波形动态调整元件响应于波形鉴别元件识别出电流波形为浪涌波形的信号，采用浪涌波形中浪涌飞点的后一个点替换该浪涌飞点，避免浪涌时电流相关保护误动。
35.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
36.本发明的一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法，通过采样元件、一阶差分元件、波形鉴别元件以及波形动态调整元件对电流波形对电流波形进行实时鉴别，有效区分浪涌电流与故障电流，并对浪涌电流进行动态调整，不用增加任何硬件资源，仅需要通过软件实现对浪涌电流的鉴别与调整，即可以有效的防止浪涌时，电流相关保护误动作，也能够有效防止故障时保护拒动，提高了电流相关保护的可靠性，从而进一步提升了电网的安全稳定运行。
附图说明
37.图1是本发明实施例一提供的基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统的系统框图；
38.图2是本发明实施例一提供的基于32点采样装置的浪涌飞点识别算法的流程图。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
40.实施例一：
41.如图1所示，本发明的基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统，包括采样元件、一阶差分元件、波形鉴别元件以及波形动态调整元件。
42.所述采样元件的输入端为外接电流，用于采样率为1600hz(即32点采样)的装置进行电流采样；
43.所述一阶差分元件的输入端为采样元件，用来对电流波形进行实时的一阶差分，一阶差分公式如公式(1)所示；
44.y(n)＝x(n)-x(n-1)
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(1)
45.其中，y(n)为一阶差分元件的输出，x(n)为当前采样点的电流值，x(n-1)为当前点的前一个点的电流采样值。
46.所述波形鉴别元件的输入端为一阶差分元件，用来对电流波形进行实时的鉴别，判断电流波形是否为浪涌波形，检查电流波形是否同时满足当前点大于前一个点的1.6倍，并且大于后一个点的1.6倍，并且一阶差分值大于额定电流值，若同时满足以上条件则认为该点为浪涌造成的异常飞点，否则，则认为电流波形为正常或者故障情况下的电流波形，具体鉴别公式如公式(2)所示。
[0047][0048]
其中，x(n)为32点采样装置的当前采样点的电流值，x(n-1)为相邻的前一个采样点的电流值，x(n+1)为相邻的后一个采样点的电流值，y(n)为一阶差分输出值，k1和k2为浪涌波形判断门槛，通过对32点采样装置的浪涌电流波形的分析，综合对正常采集的正弦电流波形特性的分析，k1和k2均取1.6。
[0049]
检查电流波形是否同时满足公式(2)，若公式(2)的三个条件均满足，则判定电流数据的电流波形为浪涌电流波形。
[0050]
所述波形动态调整元件的输入端为波形鉴别元件，当识别出浪涌波形后，对浪涌电流波形进行实时的动态调整，以减少浪涌电流对保护的影响。
[0051]
实施例二：
[0052]
如图2所示，本发明的基于32点采样装置的浪涌飞点识别方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤(a)，建立采样元件，采样率设定为1600hz(即32点采样)；
[0054]
步骤(b)，建立一阶差分元件，对电流采样值实时进行一阶差分；
[0055]
步骤(c)，通过波形鉴别元件，识别电流数据的电流波形是浪涌波形还是故障或者正常状态下的电流波形，若电流波形为浪涌波形，则执行步骤(d)，否则不进行任何处理，保证装置的保护功能正常运行；
[0056]
步骤(d)，通过波形动态调整元件对浪涌波形进行实时动态调整，避免浪涌对电流
数据的影响，从而进一步影响电流相关的保护功能。
[0057]
前述的基于32点采样装置的浪涌飞点识别算法，步骤(a)，建立采样元件，该采样元件适用于采样率为1600hz(即32点采样)的装置。
[0058]
前述的基于32点采样装置的浪涌飞点识别算法，步骤(b)，建立一阶差分元件，该一阶差分公式如公式(1)所示，
[0059]
y(n)＝x(n)-x(n-1) (1)
[0060]
其中，y(n)为一阶差分元件的输出，x(n)为当前采样点的电流值，x(n-1)为当前点的前一个点的电流采样值。
[0061]
前述的基于32点采样装置的浪涌飞点识别算法，步骤(c)，通过波形鉴别元件，检查电流波形是否同时满足当前点大于前一个点的1.6倍，并且大于后一个点的1.6倍，并且一阶差分值大于额定电流值，若同时满足以上条件则认为该点为浪涌造成的异常飞点，否则，则认为电流波形为正常或者故障情况下的电流波形，具体鉴别公式如公式(2)所示。
[0062][0063]
其中，x(n)为32点采样装置的当前采样点的电流值，x(n-1)为相邻的前一个采样点的电流值，x(n+1)为相邻的后一个采样点的电流值，y(n)为一阶差分输出值，k1和k2为浪涌波形判断门槛，通过对32点采样装置的浪涌电流波形的分析，综合对正常采集的正弦电流波形特性的分析，k1和k2均取1.6。
[0064]
检查电流波形是否同时满足公式(2)，若公式(2)的三个条件均满足，则判定电流数据的电流波形为浪涌电流波形，则继续执行步骤(d)，否则不进行任何处理，保证装置的保护功能正常运行。
[0065]
前述的基于32点采样装置的浪涌飞点识别算法，步骤(d)，通过波形动态调整元件对浪涌波形进行实时动态调整，对浪涌飞点进行处理，用后一个正常点替换该浪涌飞点，减少浪涌对电流波形的影响。
[0066]
综上所述，本发明的一种基于32点采样装置的浪涌飞点识别系统及方法，通过采样元件、一阶差分元件、波形鉴别元件以及波形动态调整元件对电流波形进行实时鉴别及调整，不用增加任何硬件资源，仅需要通过软件实现对浪涌电流的鉴别与调整，即可以有效的防止浪涌时，电流相关保护误动作，也能够有效防止故障时保护拒动，提高了电流相关保护的可靠性，从而进一步提升了电网的安全稳定运行，设计巧妙，具有良好的应用前景。
[0067]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。