[发明专利]配电网铁磁谐振在线监测系统及铁磁谐振分类识别方法

摘要

本发明公开了配电网铁磁谐振在线监测系统，包括系统初始化模块、数据库模块、数据通信模块、聚类识别模块、知识库模块和主控单元；所述聚类识别模块，通过计算聚类分析指标，对一定数量的包含不同铁磁谐振类型的训练样本进行聚类，得到铁磁谐振分类指标并存入知识库模块；再计算实际样本的聚类分析指标，与铁磁谐振分类指标进行对比识别铁磁谐振类型。还公开了配电网铁磁谐振分类识别方法。本发明通过对一定数量的训练样本进行聚类分析指标计算后聚类，得到铁磁谐振分类指标，再将发生故障时实际样本的聚类分析指标与铁磁谐振分类指标进行对比识别实际样本的铁磁谐振类型，便于电力检修人员及时采取相应的抑制谐振措施，防止事故进一步扩大。

主权项

1.配电网铁磁谐振在线监测系统，其特征在于：包括系统初始化模块、数据库模块、数据通信模块、聚类识别模块、知识库模块和主控单元；还包括检测报警模块，当实际样本的聚类分析指标落入铁磁谐振分类指标中时，检测报警模块启动触发电路，将触发信号传送至主控单元启动报警装置，提示发生铁磁谐振并显示铁磁谐振类型；所述系统初始化模块，在整个系统投入运行时，对系统结构参数和运行参数进行初始化，并将各模块的初始化信息传送至主控单元；所述数据库模块采用SQL Serve实现，包括线路对地电容数据库、PT励磁电感数据库、线路对地容抗值数据库和PT励磁电抗值数据库；所述数据通信模块的通信符合IEEE C37.94协议，通过以太网连接广域测量系统中的PMU电源管理单元进行通信，接受报文进行解析，录入数据并存储；所述聚类识别模块，通过计算聚类分析指标，对一定数量的包含不同铁磁谐振类型的训练样本进行聚类，得到铁磁谐振分类指标并存入知识库模块；再计算实际样本的聚类分析指标，与铁磁谐振分类指标进行对比识别铁磁谐振类型；所述主控单元为ZigBee中央协调器；所述聚类识别模块的计算步骤如下：步骤1：通过公式(1)计算比值参数γ，公式(1)为：γ＝Xc0/Xm，其中Xc0为配电网容抗值，Xm为PT励磁电抗值；步骤2：通过傅立叶分解获取故障时各次谐波电压幅值，整数次谐波记为U_1m,U_2m,…,U_nm，相应谐波频率记为f₁,f₂,…,f_n；间谐波记为相应谐波频率记为f_1/2,f_1/3,…,f_1/n；步骤3：根据整数次谐波和间谐波的频率、幅值，通过公式(2)计算谐振频率因子α，公式(2)为：步骤4：将比值参数γ和谐振频率因子α作为聚类分析指标；步骤5：利用K均值聚类算法，对一定数量的包含不同铁磁谐振类型的训练样本进行聚类；步骤6：将聚类结果与训练样本的铁磁谐振类型进行比对，验证分类的正确性，同时剔除误分类的训练样本，确定i类铁磁谐振中训练样本到其聚类中心的最远距离di；步骤7：计算实际样本的聚类分析指标，再根据聚类分析指标计算该实际样本到i类铁磁谐振聚类中心的距离Li，当满足条件：Li＜di时，确定实际样本铁磁谐振类型为i类。