[发明专利]一种基于配电网同步相量数据的扰动初判方法

说明书

本发明公开了一种基于配电网同步相量数据的扰动初判方法，针对电网负荷侧220V电压侧数据波动大，扰动多且不易区分，测量数据噪声大的特点，采用了EMD经验模态分解再重构对原频率数据处理，使得处理后扰动部分数据与稳态数据的导数特点易于区分；再通过实际同步相量测量数据进行进一步验证，证明了该方法能够很好的将扰动数据与稳态数据区分，并具有计算速度快，占用计算资源少的优点。

技术领域

本发明属于电力系统同步相量数据应用领域，尤其涉及一种基于经验模态分解(EMD)的扰动初判方法。

背景技术

随着大规模可再生能源开发利用和智能电网的发展，我国当前已建成世界上服务人口最多、覆盖范围最广、输电电压等级最高、容纳可再生能源最多的超大规模复杂互联电力系统。电力系统的机理特性、分析方法和运行控制方式均发生根本性变化。电力系统整体性日益突出，跨区域、跨电压等级的系统性连锁故障逐渐成为一种常态，闭环精细化控制需求明显。因此需要建立一个包含源、网、负荷的全景同步量测系统，以解决上述问题。这一系统通过同步相量测量单元对电网进行监测，并将测量结果上传至数据中心(主站)。其中安装在负荷侧，即220V电压等级家用的墙插上的同步相量测量装置。这些装置将电压相量、频率、频率变化率等基波信息以及谐波、间谐波等信息上传至主站，主站在收集到全国的数据后，对数据进行处理、存储及进行应用计算。本专利所讲的扰动算法就是基于该平台，面向负荷侧220V电压等级的数据进行的扰动初判的方法。

由于同步相量测量装置安装在墙插的220V侧，其数据特点较高压220KV及以上的数据有较大差别，而如何通过该数据反映出大电网的运行特点，从数据中挖掘出大电网可能发生的各类故障，成为该应用的重难点之一。本方法也是针对解决这一问题提出的。

发明目的

本发明的目的在于应对现有技术中所存在的难题，通过提出了一种基于经验模态分解EMD的扰动初判方法，利用同步相量的测量数据，达到对电力系统实时告警的目的。

发明内容

本发明提供了一种基于配电网同步相量数据的扰动初判方法，通过建立一个包含源、电网、负荷的全景同步量测系统，利用同步相量测量单元对电网进行监测，所述同步相量测量单元被安装在负荷侧，即220V电压等级家用的墙插上，所述同步相量测量单元将所检测到的电压相量、频率、频率变化率这些基波信息以及谐波、间谐波信息上传至主站进行处理存储及计算，该扰动初判方法包括以下步骤：

步骤1、在主站收集同步相量测量装置所测得的220V侧的频率测量数据，并按时标排列整齐；

步骤2、在主站实时库中提取各台同步相量测量装置最新1秒的频率数据，组成时间序列数据；

步骤3、对步骤2中所提取的频率数据的时间序列数据做经验模态分解EMD，得到各层IMF分量以及残余分量r；

步骤4、将步骤3中所得到的各层IMF分量平均值较大的保留，与参与分量r重构组成新的时间序列数据；

步骤5、对步骤4中所新构成的时间序列数据采用后项差分的方式求导数，得到导数序列；

步骤6、若存在连续多个导数持续超过上限或下限阈值，则触发告警；

步骤7、同时通过去除经验模态分解的残余分量，即去趋势后，做成重构信号，检测去除残余分量的重构信号的极大值与极小值，若极大值与极小值均超过阈值，则同样触发告警；

步骤8、在主站中应用程序重复步骤2～8，不断计算最新时间断面数据，对是否出发告警进行判定，从而实现扰动初判。

所述步骤1中，所述同步相量测量装置将采集并计算好的电压幅值、相角、频率、频率变化率数据上传至主站，主站只采用频率数据。

所述步骤2中，主站从实时数据库提取所有同步相量测量装置时间对齐的最新1秒数据。