一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。將行波測距裝置記錄的故障電流數(shù)據(jù)分為三段，分別對三段數(shù)據(jù)進(jìn)行工頻正弦擬合和互相關(guān)系數(shù)的計算，再根據(jù)三段數(shù)據(jù)的工頻正弦擬合幅值和互相關(guān)系數(shù)計算數(shù)據(jù)的模態(tài)特征值，若計算得到的數(shù)據(jù)模態(tài)特征值大于設(shè)定閾值，則判斷其為包含有效信息的故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)；反之，則為非故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)。理論分析和實測數(shù)據(jù)的驗證表明本發(fā)明可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)模態(tài)的正確判斷，篩選故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)的效果良好。
【專利說明】一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法，屬于電力 系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著行波測距裝置在220kV及以上電壓等級輸電線路上的廣泛應(yīng)用，大量的故障 實測數(shù)據(jù)被記錄下來。為了能夠盡可能多的記錄故障發(fā)生的整個過程，行波測距裝置記錄 了故障初始模態(tài)、故障穩(wěn)定模態(tài)和故障切除模態(tài)數(shù)據(jù)。另外，現(xiàn)有的行波測距裝置普遍采用 低門檻突變量啟動，它在確保對弱故障可靠啟動的同時，亦使大量非故障干擾雜波被記錄， 給故障數(shù)據(jù)有效篩選帶來困難。行波測距需要的主要信息來自于故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)，因此， 對數(shù)據(jù)模態(tài)進(jìn)行正確的判別，篩選出故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)行波測距的最基本條件。
[0003] 在現(xiàn)場中，行波錄波數(shù)據(jù)的篩選方法主要還是依靠現(xiàn)場運維人員根據(jù)已有的行波 測距理論和經(jīng)驗對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。此方法工作量大、效率低，同時可能出現(xiàn)由于電網(wǎng)運 行人員對行波測距相關(guān)理論掌握不足或操作失誤導(dǎo)致其選錯數(shù)據(jù)，以致測距失敗。因此需 要研究一種故障數(shù)據(jù)自動篩選方法，對故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析和判別，篩選出故障初 始模態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)有效的故障測距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服目前現(xiàn)場中缺乏有效故障模態(tài)數(shù)據(jù)自動判別方 法的問題，提出一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法 是：將行波測距裝置記錄的故障電流數(shù)據(jù)分為三段，分別對三段數(shù)據(jù)進(jìn)行工頻正弦擬合和 互相關(guān)系數(shù)的計算，再根據(jù)三段數(shù)據(jù)的工頻正弦擬合幅值和互相關(guān)系數(shù)計算數(shù)據(jù)的模態(tài)特 征值，若計算得到的數(shù)據(jù)模態(tài)特征值大于設(shè)定閾值，則判斷其為包含有效信息的故障初始 模態(tài)數(shù)據(jù)；反之，則為非故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)。
[0006] 具體步驟如下：
[0007] (1)工頻正弦擬合函數(shù)的確定；設(shè)定工頻正弦擬合函數(shù)模型為y(t)= acos(100 π t)+bsin(100 π t);然后，利用最小二乘法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可確定參數(shù)a、 b，即可求出工頻正弦擬合函數(shù)。其中，y(t)為工頻正弦擬合函數(shù)的瞬時值；t為采樣時刻； a、b為待估計參數(shù),工頻正弦擬合幅值為，

【權(quán)利要求】
1. 一種基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法，其特征在于：將行波測 距裝置記錄的故障電流數(shù)據(jù)分為三段，分別對三段數(shù)據(jù)進(jìn)行工頻正弦擬合和互相關(guān)系數(shù)的 計算，再根據(jù)三段數(shù)據(jù)的工頻正弦擬合幅值和互相關(guān)系數(shù)計算數(shù)據(jù)的模態(tài)特征值，若計算 得到的數(shù)據(jù)模態(tài)特征值大于設(shè)定閾值，則判斷其為包含有效信息的故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)；反 之，則為非故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工頻正弦擬合相關(guān)系數(shù)的故障數(shù)據(jù)自動篩選方法，其特 征在于具體步驟為： (1) 工頻正弦擬合函數(shù)的確定：設(shè)定工頻正弦擬合函數(shù)模型為y(t)= acos(100πt)+bsin(100πt);然后，利用最小二乘法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可確定參數(shù)a、 b，即可求出工頻正弦擬合函數(shù)；其中，y(t)為工頻正弦擬合函數(shù)的瞬時值；t為采樣時刻； a、b為待估計參數(shù)，工頻正弦擬合幅值為J=Vi/2+b2 ； (2) 互相關(guān)系數(shù)的計算：計算采樣波形與工頻正弦擬合函數(shù)波形的互相關(guān)系數(shù)，定義 」 為& =之辦[之彳之v/] 2;其中，yi為i時刻的工頻正弦擬合函數(shù)值；fi為i時刻的采樣 /-1?-1/-1 數(shù)據(jù)； (3) 數(shù)據(jù)模態(tài)特征值的計算：將行波測距裝置記錄的故障初始電流行波前4ms及后 12ms的數(shù)據(jù)Data分為3段不同數(shù)據(jù)Datal、Data2、Data3,分別對其進(jìn)行工頻正弦擬合 和互相關(guān)系數(shù)的計算，得到三組數(shù)據(jù)的互相關(guān)系數(shù)和工頻正弦擬合幅值：（Pi，A1)，（P2， A2),(P3,A3);再利用式p= (A2-A3) ·P/p2計算數(shù)據(jù)模態(tài)特征值p;其中，Datal為前 4. 5ms時窗數(shù)據(jù)；Data2為后4. 5ms時窗數(shù)據(jù)；Data3為前2ms時窗數(shù)據(jù)；A2、A3分別為Data2 和Data3的工頻正弦擬合幅值；Pi、P2分別為Datal和Data2的互相關(guān)系數(shù)； (4) 故障數(shù)據(jù)的篩選；通過實測數(shù)據(jù)的計算，確定篩選故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)的閥值爐，按 以下條件篩選出故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)： 若P>ο，則判定為故障初始模態(tài)數(shù)據(jù)； 若phP，則判定為其他故障模態(tài)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01R31/08GK104459461SQ201410667971
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】張可, 張凌, 楊文波, 徐韜, 趙宇, 馬恩寧, 李宏斌, 段曉雪, 束洪春, 白冰, 余多 申請人:云南電網(wǎng)公司大理供電局, 昆明理工大學(xué)