[发明专利]一种基于故障录波数据的电力系统故障特征量建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种基于故障录波数据的电力系统故障特征量建模方法。

背景技术

电力系统发生故障后，电力系统调度分析人员急需分析故障原因，解除故障，恢复送电。目前已知的智能故障诊断系统，一般偏重于故障元件的判断，以及故障位置的定位。而对于事故深层次的原因分析，以及一二次设备健康状况的评估，没有有效的手段进行诊断和分析。故障录波数据记录了电力系统发生故障时的一次和二次系统的高速采样数据，因此可以据此进行故障分析和诊断。但实际应用中，故障录波装置的信号接入量是有限制的，一般每个变电站都会配备多台故障录波装置。这样就造成了实际电网运行信息被分散记录在了不同的录波数据文件中。而故障录波数据是高速采样的，对不同装置产生的录波数据进行综合分析便对时钟精度提出了很高的要求，对进行深层次的分析造成了障碍。

综上所述，现有技术中对于对不同装置产生的录波数据进行综合分析便对时钟精度提出了很高的要求，对进行深层次的分析造成了障碍的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于故障录波数据的电力系统故障特征量建模方法，以故障发生时刻为分界点，以电力系统一次设备元件为单位，分别提取故障前后指定时间窗的各种故障特征量，形成中间数据，为其它高级应用提供数据支持，从而克服了故障录波文件本身的限制。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于故障录波数据的电力系统故障特征量建模方法，包括以下步骤：

基于故障录波数据，建立电力系统一次设备模型，将一次设备模型与故障录波文件中的录波通道进行关联，得到录波分析模型；

提取故障时刻前后一段时间内的故障录波数据，计算各一次设备元件的故障特征量；

将录波分析模型和故障特征量存入数据库，供故障诊断和事故分析使用。

进一步的，所述基于故障录波数据，建立电力系统一次设备模型，将一次设备模型与故障录波文件中的录波通道进行关联，得到录波分析模型，包括：

基于各故障录波文件中故障录波数据，建立电力系统一次设备模型；

在一次设备模型中增加各故障录波文件中对应的多个模拟量通道号和多个开关量通道的通道号，形成录波分析模型。

进一步的，所述录波分析模型包括母线模型、输电线路模型、变压器模型、断路器模型和保护装置模型；

其中，所述母线模型包括母线名称、母线编号、电压等级、相关的保护装置编号、相关的断路器设备编号和对应录波数据中的电压通道号；

所述输电线路模型包括线路名称、线路编号、电压等级、线路阻抗参数、线路长度、相关的保护装置编号、相关的断路器设备编号、对应录波数据中的电流通道号；

所述变压器模型包括变压器名称、变压器编号、二或三侧变压器卷、相关的保护装置编号；

所述断路器模型包括对应故障录波文件中开关量通道号和开关量所属信号类型；

所述保护装置模型包括对应故障录波文件中开关量通道号和开关量所属信号类型。

进一步的，得到录波分析模型后，在故障发生时，通过遍历波形数据得到电流突变点，根据电流突变点进行多故障录波数据的波形对齐。

进一步的，所述故障特征量包括故障前后电压电流有效值、1-20次谐波值、直流分量及时间衰减常数、序分量、差流值、线路测量阻抗、频率特征量、故障测距特征量、保护动作特征量、断路器动作特征量和波形数据；一次设备元件包括母线、输电线路、变压器和断路器。

进一步的，提取故障时刻前后一段时间内的故障录波数据，计算各一次设备元件故障前后电压电流有效值、1-20次谐波值、直流分量及时间衰减常数、序分量、差流值、线路测量阻抗、频率特征量、故障测距特征量、保护动作特征量和断路器动作特征量，包括：

从各故障录波文件中提取故障时刻前后一段时间的故障录波数据；

在故障前到故障后一段时间内，每间隔5ms取一个点，根据该点的故障录波数据，计算该点故障前后各一次设备对应的电压电流有效值、1-20次谐波值、直流分量及时间衰减常数、序分量、差流值、线路测量阻抗、频率特征量、故障测距特征量、保护动作特征量和断路器动作特征量；

在重合闸时刻到重合后时间范围内，每间隔5ms取一个点，根据该点的故障录波数据，计算该点故障前后各一次设备对应的电压电流有效值、1-20次谐波值、直流分量及时间衰减常数、序分量、差流值、线路测量阻抗、频率特征量、故障测距特征量、保护动作特征量和断路器动作特征量。