[发明专利]一种基于典型预警事件波形库的扰动源识别方法

说明书

技术领域

本发明属于电能质量监控技术领域，涉及一种用于电力系统及电力用户输配电网的电能质量监控方法。

背景技术

电能质量可以简单的定义为：关系到供电、用电系统及设备正常工作（或运行）的电压、电流的各指标偏离规定范围的程度。由此可以看出电能质量的重要性。

目前，对电能质量扰动的研究主要集中在单一和混合扰动，稳态和暂态扰动的检测、识别和定位等方面，而现有对电能质量扰动源的研究只涉及对某一指标，如电压暂降源、谐波源和闪变源等的定位与识别，对具体某一特性类型，包含以上电能质量特性的扰动源识别研究欠缺。随着能源节约型社会的推进，可再生能源发电和轨道交通迎来新一轮大发展，非线性负荷、风电、电气化铁路等将在电网中大量接入，必将加剧电网中的电能质量问题，使得电力事故发生的可能性将逐渐表现为电能质量的不合格所引发。而且，现代工业生产的规模、自动化程度以及对供电可靠性的依赖，任何电力事故造成的经济损失是不可忽视的。所以有必要对电能质量展开深入研究，找到引起电能质量扰动的扰动源，即扰动产生的原因，从而有利于评估区域配电系统电能质量状况，形成电力市场环境下电力部门与用户之间协调纠纷的重要依据，明确电能质量问题责任，对扰动源负荷进行惩罚，并督促其进行针对性治理，提高电能质量，最终为用户提供安全、可靠、清洁的电力能源。由此可见，一种合理可行的电能质量扰动源识别方法，可有效的提高识别结果的准确性和精度，为电网的安全运行提供保障，充分发挥电能质量监控平台的作用。

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术的不足，提供一种可使供用电双方了解所属区域电网一段时间内引起母线或线路电能质量恶化的扰动源，提高电网运行可靠性和经济性的基于典型预警事件波形库的扰动源识别方法。

技术方案：本发明的基于典型预警事件波形库的扰动源识别方法，包括下述步骤：

1）建立电能质量预警指标体系；

2）数据采集：从步骤1）中建立的电能质量预警指标体系中选取预警指标，然后采集公共连接点的电能质量预警指标的历史监测数据，以及历史监测数据对应扰动源的运行工况信息，同时采集待测试的电能质量监测点的预警指标测试数据，并将上述采集的数据和信息保存到数据库中；

3）建立离线的典型预警事件波形库：根据步骤2）采集的各扰动源历史监测数据及其对应扰动源运行工况信息，分析各扰动源在不同运行工况下电能质量预警指标监测波形的异常波段及异常波段对应的超标预警事件，从而建立起典型电能质量扰动源的各预警指标与典型运行工况、异常波段和超标预警事件的“对应工况关系表”；

4）提取测试波形的异常数据波段，并进行超标预警分析：根据步骤2）监测得到的测试数据，采用基于高阶统计量的异常检测方法，提取测试波形中的异常数据波段，并对提取的异常数据波段进行超标预警分析；

5）对步骤4）中提取的异常数据波段进行模式匹配分析：根据测试数据的超标预警事件，从步骤3）中建立的典型预警事件波形库中提取相同超标预警事件的一组异常波段，然后基于动态弯曲距离相似度算法，对该组异常波段和步骤4）中提取的测试波形的异常数据波段进行模式匹配分析，得到一组匹配系数；

6）识别扰动源：根据步骤5）计算得到的匹配系数，按大小对所有异常波段进行排序，选取其中匹配系数最大的异常波段，然后将该异常波段对应的运行工况作为最终确定的引起测试数据超标预警事件的扰动源。

本发明步骤1）中，建立电能质量预警指标体系的具体流程为：

分析电网中存在的各扰动源的运行特性，以及各扰动源运行工况变化引起的电能质量变化的特点，结合电能质量标准，筛选出能反映电网电能质量本征问题的预警指标，构成电能质量预警指标体系，电能质量预警指标体系包含以下电能质量指标中的一种或多种：电压波动、电压闪变、谐波、电压畸变率、电压偏差、电压三相不平衡。

本发明步骤2）的具体流程为：

21）从步骤1）中建立的电能质量预警指标体系中选取预警指标；

22）至少连续12个月每天采集公共连接点的各电能质量预警指标历史监测数据，以及历史监测数据对应扰动源的运行工况信息；

同时，根据实际调试需要，选取待测试的电能质量监测点，然后采集选取的电能质量监测点的预警指标测试数据；

23）将步骤22）中采集的各电能质量预警指标历史监测数据，以及历史监测数据对应扰动源的运行工况信息，按照监测日存入到数据库，构成“电能质量预警指标历史监测数据库”；

同时，将步骤22）中采集的测试数据存入到数据库，构成“电能质量预警指标测试数据库”。