本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析技術(shù)，尤其是涉及電力系統(tǒng)故障分析、電氣信號波形特征分析技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

pmu、電氣主設(shè)備保護(hù)裝置和專用錄波設(shè)備，在電氣主設(shè)備發(fā)生電氣故障期間所記錄的相關(guān)電氣狀態(tài)量信息，目前僅用于分析保護(hù)裝置動作正確性和故障點確認(rèn)。實際上，上述故障錄波信息，可以進(jìn)一步開展數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用，包括故障回路相關(guān)電流互感器抗飽和能力評估、保護(hù)電流/電壓二次回路是否正確、保護(hù)裝置采樣和計算處理是否正確、故障下相關(guān)保護(hù)配合關(guān)系正確性核查、短路電流沖擊系數(shù)核算、電氣主設(shè)備計算模型參數(shù)核算等。

對于一個變電站或發(fā)電廠，配置了眾多pmu、電氣主設(shè)備保護(hù)裝置錄波和專用錄波設(shè)備，它們可以實現(xiàn)對變電站或發(fā)電廠內(nèi)重要電氣設(shè)備狀態(tài)記錄的全面覆蓋，并且互為備用，必須將這些錄波數(shù)據(jù)放在一起，進(jìn)行全面的對比分析，才能對電氣故障開展完整的分析。

另一方面，上述錄波裝置有自己的內(nèi)部時鐘，并接受外來的對時指令，修正自身時鐘。如果沒有配置對時裝置，或者對時裝置出現(xiàn)較大誤差，則上述錄波設(shè)備所記錄的電氣量波形數(shù)據(jù)，在時間上是不同步的，須通過時間同步的方法實現(xiàn)上述裝置錄波數(shù)據(jù)的時間軸對齊，才能實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的對比分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于電氣信號不同特征，對不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)實現(xiàn)錄波數(shù)據(jù)時間同步的綜合方法，基于電氣量在故障時刻發(fā)生的各種突變特征，識別不同電氣量反映的故障發(fā)生時刻，最終將不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)記錄的錄波數(shù)據(jù)在時間軸上對齊。

本發(fā)明的提出，就是針對電氣故障錄波數(shù)據(jù)挖掘分析的客觀需求，基于電氣量在故障時刻發(fā)生的各種突變特征，實現(xiàn)不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)記錄的錄波數(shù)據(jù)時間同步的應(yīng)用功能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：

一種對不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)實現(xiàn)時間同步的方法，本發(fā)明特征為：包括兩種同步判別方法，第一種為：基于不同電氣信號突變量出現(xiàn)時刻識別各電氣信號反映的故障擾動發(fā)生時刻；其中：基于不同電流信號突變量、不同電壓突變量出現(xiàn)時刻，以及對比電流、電壓突變量出現(xiàn)時刻的識別和對比，實現(xiàn)不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)的時間同步；

第二種為：基于不同電氣信號不對稱負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻識別各電氣信號反映的故障擾動發(fā)生時刻；其中：基于不同電流信號不對稱負(fù)序和零序分量、不同電壓不對稱負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻，以及對比電流、電壓不對稱負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻的識別和對比，這是第二種同步判別方法，實現(xiàn)不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)的時間同步。

本發(fā)明根據(jù)上述兩種判別方法得到的錄波數(shù)據(jù)時標(biāo)對齊結(jié)果，針對已經(jīng)得到的故障發(fā)生時刻，進(jìn)一步采用故障發(fā)生時刻附近正負(fù)半周波形對稱性、諧波含量分析等手段，進(jìn)行校核分析，并確定最終的故障發(fā)生時刻，基于這個時刻，實現(xiàn)不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)時間同步。

本發(fā)明的原理是：

①，電力系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時，基于疊加原理的分析，電流、電壓等電氣量將出現(xiàn)不同程度的突變量，因此，通過分別識別不同電流信號突變量、不同電壓突變量出現(xiàn)時刻，以及識別和對比電流、電壓突變量出現(xiàn)時刻，可得到這些電氣信號所反映的共同的擾動發(fā)生起始時刻。

②，電力系統(tǒng)的擾動，多屬于不對稱擾動，對稱擾動的起點，也往往是不對稱擾動，由此，基于對稱分量分析原理，在發(fā)生不對稱擾動時，電流、電壓等電氣量將出現(xiàn)明顯的負(fù)序和零序分量，通過分別識別不同電流、電壓負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻，以及識別和對比電流、電壓負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻，同樣可得到這些電氣信號所反映的共同的擾動發(fā)生起始時刻。

③根據(jù)上述兩種判別方法得到的錄波數(shù)據(jù)時標(biāo)對齊結(jié)果，還需要進(jìn)一步確認(rèn)和評估，包括采用故障發(fā)生時刻附近正負(fù)半周波形對稱性、諧波含量分析等手段，進(jìn)行校核分析，并確定最終的故障發(fā)生時刻。

綜上，本發(fā)明融合了電力系統(tǒng)故障分析技術(shù)、電氣信號波形特征分析技術(shù)，綜合運用電氣量在故障時刻發(fā)生的各種突變特征，獲得不同電氣量反映的故障發(fā)生時刻，以這個時刻，作為共同的時間起點，實現(xiàn)不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)時間同步。

本發(fā)明的有益效果是，對于電力系統(tǒng)變電站和發(fā)電廠所配置的pmu、電氣主設(shè)備保護(hù)裝置和專用錄波設(shè)備，在電氣主設(shè)備發(fā)生電氣故障期間所記錄的相關(guān)電氣狀態(tài)量信息，目前僅用于分析保護(hù)裝置動作正確性和故障點確認(rèn)。實際上，上述故障錄波信息，可以進(jìn)一步開展數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用，包括故障回路相關(guān)電流互感器抗飽和能力評估、保護(hù)電流/電壓二次回路是否正確、保護(hù)裝置采樣和計算處理是否正確、故障下相關(guān)保護(hù)配合關(guān)系正確性核查、短路電流沖擊系數(shù)核算、電氣主設(shè)備計算模型參數(shù)核算等，實際上，上述分析工作，就是基于離線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)檢修。對于一個變電站或發(fā)電廠配置的眾多pmu、電氣主設(shè)備保護(hù)裝置錄波和專用錄波設(shè)備，它們可以實現(xiàn)對變電站或發(fā)電廠內(nèi)重要電氣設(shè)備狀態(tài)記錄的全面覆蓋，并且互為備用，必須將這些錄波數(shù)據(jù)放在一起，進(jìn)行全面的對比分析；由于各種原因，這些錄波數(shù)據(jù)可能在時間尺度上并不統(tǒng)一，所以上述分析的基礎(chǔ)，是必須將這些錄波數(shù)據(jù)在時間軸對齊，統(tǒng)一時標(biāo)，這也正是本發(fā)明的價值所在。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的技術(shù)方案的實現(xiàn)路徑圖。

具體實施方式

下面根據(jù)說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步表述。

圖1顯示了本發(fā)明技術(shù)方案的實現(xiàn)路徑圖，其中，錄波數(shù)據(jù)解析模塊，是讀入comtrade格式的故障錄波數(shù)據(jù)，并根據(jù)comtrade格式相關(guān)定義，對錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；電流/電壓突變量出現(xiàn)時刻識別模塊，是根據(jù)擾動發(fā)生時刻，電流、電壓等電氣量將出現(xiàn)不同程度的突變量，因此，依照電流、電壓突變量超過一定大小的門檻值，可以識別不同電流、電壓信號的突變量出現(xiàn)時刻，由此得到擾動發(fā)生時刻；電流/電壓負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻識別模塊，是根據(jù)不對稱擾動發(fā)生時刻，電流、電壓等電氣量將出現(xiàn)負(fù)序和零序分量，因此，依照電流、電壓中含有的負(fù)序和零序分量超過一定大小的門檻值，可以識別不同電流、電壓信號負(fù)序和零序分量出現(xiàn)時刻，此即擾動發(fā)生時刻；擾動發(fā)生時刻附近正負(fù)半周波形對稱性、諧波含量分析模塊，則是運用擾動下電流、電壓信號的其他波形特征，進(jìn)一步驗證和評估前面依據(jù)突變量和序分量特征獲得的擾動發(fā)生時刻，最終生成所有電氣信號數(shù)據(jù)統(tǒng)一的時間標(biāo)尺。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種對不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)實現(xiàn)時間同步的方法，其技術(shù)要點，是基于電氣量在故障時刻發(fā)生的各種突變特征，識別不同電氣量反映的故障發(fā)生時刻，最終將不同時標(biāo)故障錄波系統(tǒng)記錄的錄波數(shù)據(jù)在時間軸上對齊。一個變電站或發(fā)電廠，一般配置了PMU、電氣主設(shè)備保護(hù)裝置錄波和專用錄波設(shè)備，這些裝置有自己的內(nèi)部時鐘，并接受外來的對時指令，修正自身時鐘。如果沒有配置對時裝置，或者對時裝置出現(xiàn)較大誤差，則上述錄波設(shè)備所記錄的電氣量波形數(shù)據(jù)，在時間上是不同步的，須運用識別每個錄波數(shù)據(jù)故障擾動發(fā)生時刻的方法，實現(xiàn)上述裝置錄波數(shù)據(jù)的時間軸對齊，才能實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的對比分析。

技術(shù)研發(fā)人員：陳晶;吳水軍;段侯峰;楊楊;萬雄彪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南電力試驗研究院（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.24
技術(shù)公布日：2017.09.29