[发明专利]一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法

说明书

本发明属于电网故障诊断方法技术领域，尤其涉及一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，具体是一种基于改进D‑S证据理论和模糊C‑均值聚类的电网故障智能诊断方法。包括从保护故障信息管理系统RPMS获取故障发生后故障录波器采集的电压、电流录波数据，从PMU量测点获取电压录波数据；基于小波变换及能量谱分析，求取电气量故障可信度表征；将三个可信度作为证据体，采用改进D‑S证据理论进行信息融合；对融合结果进行FCM分析；获得最终的电网故障诊断结果。本发明大幅度提高了可操作性，具有很高的工程应用价值。避免断路拒动，保护误动的影响。还能够使评估结果更加准确，具有十分重要的实用价值，适用范围广。

技术领域

本发明属于电网故障诊断方法技术领域，尤其涉及一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，具体是一种基于改进D-S证据理论和模糊C-均值聚类的电网故障智能诊断方法。

背景技术

电力系统同步相量测量装置Phasor Measurement Unit(PMU)是用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。电力系统中PMU从GPS中同步采集次秒级的模拟电压、电流信号，得到电压和电流信号的幅值和相角，并将其传送到调度中心的数据集中器，在调度中心可以得到整个电网的同步相量，以供实时监测、保护和控制等使用，广泛应用于电力系统广域测量系统的各个环节。同时调度中心还可通过保护故障信息管理系统(RPMS)收集分布于各个厂站的故障录波器录波信息。如何将PMU数据和故障录波数据用于在电网发生故障时快速准确的诊断出故障元件十分重要。目前电网故障诊断方法主要是基于开关量信息，通过专家系统、神经网络、贝叶斯网络、Petri网、解析模型等算法来实现，这些方法取得一定效果，但在实际故障发生时，保护和断路器可能存在误动和拒动，有时单一基于开关量信息的故障诊断难以得到准确结果。

发明内容

目前电网故障诊断方法主要是基于开关量信息，但在实际故障发生时，保护和断路器可能存在误动和拒动，有时单一基于开关量信息的故障诊断难以得到准确结果。针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法。其目的是为了针对电网故障问题，首先利用小波变换分析故障录波器及PMU的电气量信息，得到元件的三种故障可信度表征；其次对各故障表征基于改进的D-S证据理论进行信息融合，得到元件的综合故障可信度，给出故障判据；最后采用模糊C-均值法对故障元件进行诊断决策，得到最终诊断结果。该方法具有很高的工程应用价值，可适用于不同地区、不同规模电力系统中。

为了实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于PMU数据和故障录波数据的电网故障诊断方法，包括下述步骤：

步骤1.从保护故障信息管理系统RPMS获取故障发生后故障录波器采集的电压、电流录波数据，从PMU量测点获取电压录波数据；

步骤2.基于小波变换及能量谱分析，求取电气量故障可信度表征；

步骤3.将三个可信度作为证据体，采用改进D-S证据理论进行信息融合；

步骤4.对融合结果进行FCM分析；

步骤5.获得最终的电网故障诊断结果。

所述电气量故障可信度表征包括：能量可信度、奇异可信度、能量畸变可信度。

所述能量可信度包括：对故障信号进行小波变换以及系数重构，设E₁，E₂…E_z，E_z+1为信号在z个尺度上的小波能量分布，小波能量的定义如式(4)：