[发明专利]一种基于PMU数据的电力线路故障诊断方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于PMU数据对配电网线路进行故障选线的方法，通过结合总体平均经验模式分解方法进行高频能量计算，根据PMU数据的特点设计完整的数据提取使用流程和故障选线系统。包括本地子站以“子站‑主站”协同架构上传故障时的高频数据；根据高频数据计算所有馈线平均电流幅值差；根据PMU自带的故障录波器提供的故障录波数据做EEMD变换计算所有线路的高频暂态能量；计算所有线路的故障可信度；根据故障可信度确定最终的故障馈线。本发明实现配电网线路故障在线选线，具有自适应分解的优势，消除传统模态分解方法所带来的模态混叠效应，适用于所有故障类型地选线方法，选线结果更加精准，定量的故障可信度更加直观明了。

技术领域

本发明涉及一种基于PMU数据对配电网线路进行故障选线的方法，具体通过结合总体平均经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法进行高频能量计算，并且本发明根据PMU数据的特点设计了完整的数据提取使用的流程和故障选线的系统。

背景技术

随着同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)在电力系统中的安装，其基于GPS的测量数据为电力系统的故障诊断、状态评估、潮流计算等应用提供了便利，但是由于传统的PMU体积大、价格昂贵的原因导致其无法在配电网中普及，近期国内外都在研制一种适用于配电网系统的价格便宜、体积小的微型同步相量测量单元(Micro PhasorMeasurement Unit，μPMU)，微型PMU未来将会在配电网上大面积应用。由于国内配电网接地方式为小电流接地方式，故障电流不明显，配电网故障选线一直是国内学者的研究热点，选线的方法根据数据提取分为稳态法和暂态法，其中暂态法需要应用频域分析的方法比如小波变换、经验模式分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)等，但是小波变换存在需要选取合适的小波的缺点，EMD分解虽然可以自适应分解，但是其存在模态混叠的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于PMU数据的电力线路故障诊断方法及系统,目的是为了克服模态混叠的问题。

为实现上述发明目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于PMU数据的电力线路故障诊断方法，包括：

步骤1：本地子站以“子站-主站”协同架构上传故障时的高频数据；

步骤2：根据高频数据计算所有馈线平均电流幅值差；

步骤3：根据PMU自带的故障录波器提供的故障录波数据做EEMD变换计算所有线路的高频暂态能量；

步骤4：计算所有线路的故障可信度；

步骤5：根据故障可信度确定最终的故障馈线。

所述“子站-主站”协同架构提取本地高频采样数据具体操作流程包括：

第1：PMU子站本地高频采样获得高频的电压电流有效值和相角；

第2：基于本地存储的相角，计算瞬时频率f，瞬时频率f的计算如式(8)所示：

式中为相邻两个采样点的瞬时频率；△t为高频采样间隔；

第3：每个波形周期取瞬时频率的最大值f_max，f_max以低频50HZ同电压电流相量一起上传至主站；

第4：主站检测f_max是否异常，异常判断设置为是否大于两倍的基频，即f_max是否大于100HZ；

第5：若第4步中检测到f_max出现异常，则将故障时刻前后5个波形周期的高频量测量上传至主站为后续的选线分析提供数据。