[发明专利]暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断方法及系统

说明书

本发明公开了暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断方法及系统。该方法包括：获取由非接触式过电压监测单元采集的暂态电磁过电压波形；获取由避雷器动作电流监测单元采集的过电流波形，并反演得到反演过电压波形；将暂态电磁过电压波形和反演过电压波形进行数据融合，得到融合后电压波形；分别确定融合后电压波形与各类典型故障指纹特征的Pearson相关系数，并根据各Pearson相关系数，确定当前线路存在的故障类型。该方法融合了非接触式测量得到的高精度宽频暂态电压和根据避雷器动作暂态电流反演得到的电压波形，基于多维、多点、多源的宽频电磁暂态量监测数据实现了过电压故障诊断，诊断效率高、准确性好。

技术领域

本发明属于电力系统过电压故障诊断技术领域，具体涉及暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断系统。

背景技术

目前已有的换流站和变电站故障诊断系统，存在精度低、需改造一次设备、诊断来源单一、诊断技术过于简化等问题。

具体地，UPFC工程和柔直工程的电气拓扑、设备类型和结构、控制策略、运行方式等与传统的交流直流混联系统均不相同，其电磁暂态特性不但与系统接线和主设备参数相关，还受控制和保护系统的影响，仅依靠低频数据可能丢失故障的特征信息，难以从本源上确定故障原因，制约了故障诊断效能的提升。

因此，基于故障录波等低频监测数据的故障诊断方法难以直接推广至UPFC工程和柔直工程中过电压的故障诊断。一种融合非接触式暂态电压监测和避雷器动作暂态电流的高精度故障诊断系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断系统，以解决现有技术中缺少针对UPFC工程和柔直工程过电压故障诊断方法和装置的问题。

第一方面，本发明提供一种暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断方法，包括：

获取由非接触式过电压监测单元采集的暂态电磁过电压波形；

获取由避雷器动作电流监测单元采集的过电流波形，并反演得到反演过电压波形；

将暂态电磁过电压波形和反演过电压波形进行数据融合，得到融合后电压波形；

分别确定融合后电压波形与各类典型故障指纹特征的Pearson相关系数，并根据各Pearson相关系数，确定当前线路存在的故障类型。

具体地，所述获取由非接触式过电压监测单元采集的暂态电磁过电压波形，包括：

根据预先确定的与各非接触式过电压监测单元对应的耦合系数矩阵，利用遗传算法，对获取的由非接触式过电压监测单元采集的原始过电压波形进行解耦，得到暂态电磁过电压波形。

具体地，所述获取由避雷器动作电流监测单元采集的过电流波形，并反演得到反演过电压波形，包括：

获取避雷器动作电流监测单元对应的非线性伏安特性曲线，逐一对过电流波形中的各电流值确定对应的电压值，将各对应的电压值按照时序排列，得到反演过电压波形。

具体地，所述将暂态电磁过电压波形和反演过电压波形进行数据融合，得到融合后电压波形，包括：

将暂态电磁过电压波形和反演过电压波形中对应时刻的电压值做加权平均，得到融合后电压值；将各融合后电压值按照时序排列，得到融合后电压波形。

具体地，所述根据各Pearson相关系数，确定当前线路存在的故障类型，包括：

设置各故障类型分别对应的Pearson相关系数阈值范围；

在Pearson相关系数落入任一Pearson相关系数阈值范围时，确定当前线路存在的故障类型为该Pearson相关系数阈值范围对应的故障类型。

具体地，所述各类典型故障指纹特征通过硬件在环实时数模仿真获得；或