[发明专利]一种基于卡尔曼滤波的直流系统绝缘故障预测方法

说明书

一种基于卡尔曼滤波的直流系统绝缘故障预测方法，先获取直流母线对地的绝缘电阻值，建立母线对地绝缘电阻的数据库；计算当前数据库的平均绝缘电阻以及平均绝缘电阻与后一时刻的平均绝缘电阻的电阻差值ΔRsubgt;i/subgt;,i∈[1,N)；计算电阻差值ΔRsubgt;i/subgt;与对应检测间隔时间ΔTsubgt;i/subgt;的比值Xsubgt;i/subgt;；利用卡尔曼滤波分析比值系数的变化趋势，并预测下一时刻的比值系数X；计算下一时刻的绝缘电阻增加值ΔR＝X×T；计算得到下一时刻的预测绝缘电阻值R＝Rsubgt;n/subgt;+ΔR；式中：Rsubgt;n/subgt;为预测绝缘电阻值R的前一时刻实际绝缘电阻值，T为预测绝缘电阻值R与前一时刻的间隔时间。本发明能够根据绝缘电阻的历史数据，预测下一时刻的绝缘电阻，从而能够实现对系统故障点的预定位，有利于提高定位精度和效率等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统检测技术领域，特别的涉及一种基于卡尔曼滤波的直流系统绝缘故障预测方法。

背景技术

直流系统是电力系统中的重要组成部分，在发电厂、变电站及其他场所运用十分广泛且分支网络庞大，它用来供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷。若直流系统绝缘状态发生剧烈变化可能会造成继电保护装置的拒动或误动，将会对电网安全稳定运行造成很大的负面影响，因此需要对直流系统的绝缘电阻进行检测。

近些年，针对直流系统绝缘电阻的检测主要有如下方案：期刊《计算机测量与控制》于2019年刊载的“基于STM32的在线绝缘监测装置的设计”，运用不平衡电桥与平衡电桥的方法测量绝缘电阻，定位故障点，但该方法的误差较大且操作繁琐。期刊《电气自动化》于2018年刊载的“基于改进不平衡电桥的直流系统故障检测研究”，对平衡电桥法进行改进，使故障得到有效准确检测，但无法精确定位故障点，且在变电站等强干扰情况下不能有效检测。期刊《自动化应用》于2015年刊载的“220kV变电站直流接地故障分析及查找措施”，以及期刊《电工技术学报》于2015年刊载的“基于动态差值法的直流系统绝缘监测技术”，在漏电流检测法的基础上，运用动态差值法检测绝缘电阻，此方法需要检测漏电流，得出漏电流变化量，但此值较小，不易精确测量。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够根据绝缘电阻的历史数据，预测下一时刻的绝缘电阻，从而能够实现对系统故障点的预定位，有利于提高定位精度和效率的直流系统绝缘故障预测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于卡尔曼滤波的直流系统绝缘故障预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取直流母线对地的绝缘电阻值，建立母线对地绝缘电阻的数据库；

S2、在每次获取直流母线对地的绝缘电阻值后，计算当前数据库的平均绝缘电阻

S3、计算前一时刻的平均绝缘电阻与后一时刻的平均绝缘电阻的电阻差值ΔR_i,i∈[1,N)；

S4、计算电阻差值ΔR_i与对应检测间隔时间ΔT_i的比值作为比值系数X_i；

S5、利用卡尔曼滤波分析比值系数的变化趋势，并预测下一时刻的比值系数X；

S6、计算下一时刻的绝缘电阻增加值ΔR：

ΔR＝X×T

S7、计算得到下一时刻的预测绝缘电阻值R：

R＝R_n+ΔR

式中：R_n为预测绝缘电阻值R的前一时刻实际绝缘电阻值，T为预测绝缘电阻值R与前一时刻的间隔时间。