[发明专利]一种UPFC故障诊断方法

说明书

一种UPFC故障诊断方法，包括：1)建立UPFC模型，模拟4种故障，采集UPFC直流侧正极电压和直流电流在4种故障与正常状态下的数据，利用边界提取与二次采样法简化原始数据，构成有效数据仓库；2)采用小波变换将预处理过的数据经消噪和重构处理后识别出故障点，得到统一数量级的故障特征数据集；3)提取特征值，包括4个直流侧正极电压上边界电压特征值，4个直流侧正极电压下边界电压特征值和4个直流电流特征值，构造特征样本空间；4)建立支持向量机故障预测模型，对UPFC的5种状态进行故障诊断。本发明能高效、精确、迅速识别模拟的5种UPFC状态，提高电网智能化运维水平，延长设备使用年限，减少UPFC运维成本，弥补控保系统在故障早期预警和故障定位中的不足。

技术领域

本发明涉及UPFC在线监测与故障诊断技术领域，特别是涉及一种UPFC故障诊断方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展，负荷中心渐渐远离能源中心，远距离、大容量输电成为电网发展的必然，传统的电力系统运行调节手段，对电力系统的灵活、有效和及时控制作用有限，而且目前我国现代电力系统面临负荷增长过快、输电走廊匮乏、电能分布不均和潮流控制困难的形势，亟需有利于推动发展环境友好型经济、适应我国现状、经济高效的柔性交流输电技术(FACTS)。其中UPFC作为迄今为止通用性最好、功能最为全面的第三代FACTS装置能同时实现并联补偿、串联补偿、移相和端电压调节等多种基本功能可对交流输电系统进行实时控制和动态补偿。因此，作为高效智能电网的重要组成部分，UPFC及对UPFC进行故障诊断、精确定位和故障自愈等的研究是保证电网稳定运行、减小电能损耗、优化能源调配的前提条件和重要保证。

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的第3代装置FACTS装置，它能控制线路电流，最大化电网传输能力；阻尼系统振荡，提高电力系统稳定性；提供紧急功率支援，避免大规模切负荷；优化潮流，减少环流，降低网络损耗；提供无功电压支撑，助力现代大电网互联等。但当UPFC发生短路故障时，由于UPFC装置容量的限制掣肘了其限流能力，开关单元根本无法承受高电压和短路电流的冲击，此时UPFC的控保系统动作，切除故障区域以遏制过大的故障电流，保护UPFC整体损失降到最小，但并不能及时、迅速的定位故障、识别故障与预测故障，不仅增加了电网运维的经济成本，而且检修流程繁琐、抢修效率较低、系统恢复时间长，同时运维人员的安全也无法得到完备的保障。因此，UPFC故障诊断技术与UPFC控保系统构成互补关系，缺一不可。

目前，针对UPFC故障诊断技术的研究几乎是空白，其难点在于：1、UPFC发生故障时，发生变化的变量极多，难以确定最直接反应的故障类型特征量；2、由于外部噪声干扰故障特征量中的奇异点分析难度增大，对故障结果难以准确判断，易导致早期预警算法的误动，同时影响故障区域定位的准确性。因此，如何发明一种具有高精度、诊断效率高和可靠性强的UPFC故障诊断方法成为亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种考虑UPFC控制模式的潮流计算方，本故障诊断方法故障分类精确度高，一定程度上提高了电网智能化运维水平，延长了设备使用年限，减少了UPFC运维成本，弥补了以往UPFC故障诊断在故障早期预警中的不足及保护系统缺少的故障定位等功能，可满足UPFC故障诊断各方面的要求，应用价值和前景巨大，为达此目的，本发明提供一种UPFC故障诊断方法，包括如下步骤，其特征在于：

步骤一，建立UPFC模型，模拟4种故障，并采集UPFC直流侧正极电压和直流电流在4种故障状态和正常状态下的数据，利用边界提取法分别简化以上数据，并对数据进行二次采样，构成有效数据仓库；

步骤二，基于去冗后的数据采用小波变换，将数据经消噪和重构处理，识别出数据中的故障点，提取到统一数量级的故障特征数据集；