CN103812220A - 一种基于标准化处理技术的故障全息系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于标准化处理技术的故障全息系统及其方法，该系统以广域、全面的、以反映故障增量为视角综合展示站内故障暂态过程，便于及时准确地了解故障情况，科学分析故障原因，快速判断故障发生的地点、性质和严重程度；优化了电网故障处理流程，采用数据自动融合等数据处理技术开发了故障全息系统，该系统基于故障后多点地域故障信息综合分析思想，通过波形、采样点时标及采样频率统一标准化处理方法，实现不同数据源数据同一时间轴上全过程动态展示；采用基于采样特征值与开关量通道属性相结合启动逻辑，自动锁定故障采样通道，综合于故障分析平台行归一化处理，大大提高了故障处理效率。

Description

一种基于标准化处理技术的故障全息系统及其方法

技术领域

本发明涉及电网故障全息系统领域，尤其涉及一种基于标准化处理技术的故障全息系统及其方法。

背景技术

近年来，随着电网规模不断扩大和联系不断加强，电网输电能力得到了有效提高，但局部故障波及范围扩大的概率大大提高，同时，故障时产生的信息量激增，客观上增加运行人员故障处理和系统恢复处理所需时间。目前已经建成运行的故障录波器联网、继电保护信息、行波测距三个技术支持系统，并在设备运行管理和故障分析处理发挥了积极的作用。目前绝大多数运行的故障信息系统中不同数据源的波形、采样时标、采样频率不统一，故障分析需在不同系统、不同窗口反复切换，无法在同一时间轴上全过程动态展示，不利于故障的快速准确分析。

因此急需一套准实时系统有机融合来自不同故障信息源（联网故障录波、保信系统、行波测距系统等所记录的电网电流电压波形、断路器行为和保护装置动作行为等），以广域、全面的、以反映故障增量为视角综合展示站内故障暂态过程，便于及时准确地了解故障情况，科学分析故障原因，快速判断故障发生的地点、性质和严重程度。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于标准化处理技术的故障全息系统及其方法，该系统基于故障后多点地域故障信息综合分析思想，通过波形、采样点时标及采样频率统一标准化处理方法，实现不同数据源数据同一时间轴上全过程动态展示；以广域、全面的、以反映故障增量为视角综合展示站内故障暂态过程，便于及时准确地了解故障情况，科学分析故障原因，快速判断故障发生的地点、性质和严重程度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于标准化处理技术的故障全息系统，包括全息系统模块、标准化处理模块、信息调度模块和一次设备信息采集模块，其中；

一次设备信息采集模块，用于提供一次设备的开关变位、电流采样峰值信息，以作为驱动量启动故障数据流自动上传给信息调度模块；

信息调度模块，接收一次设备信息采集模块的信息，确定信息提取范围和对象，将相关保护装置、故障录波器、行波装置信息进行故障通道的提取，传输给标准化处理模块；

标准化处理模块，接受信息调度模块的数据，通过波形标准化处理、采样时标对齐、采样频率对齐的标准化处理，将不同信息整合、模型化，传输给全息系统模块；

全息系统模块，接受不同信息，并通过继电保护综合数据平台coBase，以及D5000平台所对应的实时运行方式，形成各序网故障图、综合录波分析、综合矢量图分析和故障全息报告。

基于上述故障全息系统处理方法，具体包括以下步骤：

（1）故障事件启动，信息通道选择；根据一次设备信息采集模块采集一次设备开关变位、电流量变化量及峰值的状态，判断是否选通该通道进行信息上传，形成故障设备集合；

（2）信息调度模块过滤出故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息；通过逻辑规则判断，去除非影响故障线路；

（3）基于波形、采样时标、采样频率标准化处理方法统一录波平台；来自各个变电站的故录系统信息、保信子站信息及测距信息通过智能通道选择、信息过滤功能上传至标准化处理模块进行波形格式标准化处理，统一转化为COMTRADE99标准格式，格式转化后的波形文件再通过采样时标点对齐及采样频率对齐处理，使各个终端设备的波形统一为同一时标标准下、统一采样频率下的波形，以故障设备集合为同一展示平台的多端广域波形综合分析平台，同时展示在波形各个特征时段对应保护信息动作时序图以及给出最终的测距信息；

（4）将通过智能过滤的故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息送至全息系统模块，用于进一步故障分析，形成各序网故障图；结合继电保护综合数据平台(coBase)，以及D5000平台所对应的实时运行方式，为全息系统模块提供模型和关联关系，有效整合系统间的不同数据信息，达到获得电网故障的完整信息的要求。

所述步骤（1），其具体工作方法为：整个故障全息系统的启动是基于一次设备开关变位、电流量变化量及峰值；具体公式为：

E(Snew)=Op&Scurrent，

其中E(Snew)为一次新的启动数据上传事件，Op为上传的通道为开关变位，Scurrent为电流值变化量及峰值，只要开关变位、电流变化量及峰值到达满足公式1、2，就选择该通道信息上传，同时保护动作信息融合形成集合，这一集合与SCADA实时运方数据库交互，形成故障设备集合。

S_N/S_N-1≤2.89/3 （1） y_N/y_N-1≤0.5∪y_N/y_N-1≥3 （2）

其中S_N为后一周波的有效值；

其中S_N-1为前一周波的有效值；

其中y_N为一采样点作差与前一周波同一采样点位置作差；

其中y_N-1为前一采样点作差与前一周波同一采样点位置作差；

所述步骤（2），其具体工作方法为：通过逻辑规则判断，确定故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息，确定故障设备对象相关信息集合；首先将判定故障为负值的线路从故障设备对象相关信息集合中去除；第二步建立在已动作的主后备保护中方向距离II段上，如果一条线路超出任何方向距离II段动作的区域，这条线路并未牵扯到故障，则从故障设备对象相关信息集合中去除。

所述步骤（3），其具体方法为：

（a）故障数据采样频率统一化；采用插值法把不同采样频率统一为同一采样频率，对没有采样点的波形数据进行包络线方式压缩显示，同时录波数据中只记录有效值的压缩存储部分，进行相应处理；

（b）采用采样时标标准化处理算法进行统一化；录波器上传信息包括所选通道的电流、电压，及一次开关、保护装置动作的变位信息，信息自带有采样时标；但是由于来自保信子站、测距等装置各厂家采样不同步，无法根据数据中的时标进行采样点级别的时标对齐，需要考虑相位对数据计算造成的误差，结合电力系统波形特点对其实现同一时标下的波形调整；由于稳态时及短路电流（包括各序分量稳态值），在经过滤波处理后，每个信息源其波形特点总是A，B，C三相互差120度，只要任选一相过零点，通过手动操作对齐，便会自动实现不同信息源的所有所选通道采样波形成的时标对齐；选择对齐基点时，选择来自保护系统的录波波形记录点作为对齐点，该录波波形记录点的特点为采样窗口短，采样周波数少。

所述步骤（a），插值法的具体方法如下：

1）曲线拟合采用拉格朗日插值变换，相同采样频率的输入信号都使用同一组插值系数；

2）拉格朗日插值系数独立计算，以便多通道插值共用；

3）按拟合偏移系数fitt_c计算拉格朗日插值系数，偏移系数定义如下：

$\mathrm{fitt}\_c=\frac{\mathrm{samp}\_f}{\mathrm{fitt}\_f};$

其中：samp_f为系统的数据采样频率；fitt_f为系统的数据拟合频率；

4）定义采样点差值位移x，其中：0≥x≤1；

5）根据拟合偏移系数fitt_c的值域逐点调整差值位移x；

6）根据拉格朗日插值变换原理，进行计算。

所述步骤5），具体对应如下；

fitt_c＞1：x＝n×(fitt_c-1)-int[n×(fitt_c-1)]；

fitt_c＝1：x＝0；

fitt_c＜1：x＝n×(1-fitt_c)-int[n×(1-fitt_c)]；

其中：n为采样点编号；

int为取整计算符号；

所述步骤6），具体方法如下：设输入的采样信号序列表示为：

y＝y_-n,...,y_-3,y_-2,y_-1,y₀,y₁,y₂,y₃,...,y_n

其中，y为采样信号序列；

y_-n，…，y₀，…，y_n分别为第-n，…，0，…，n个采样点，n为大于0的自然数；

则在位移x点2m次拉格朗日差值表示成：P₀(x)＝L_-m(x)y_-m+...+L₀(x)y₀+...+L_m(x)y_m其中：

$L_k\left(x\right)=\frac{(x-x_{-m})...(x-x_{k-1})(x-x_{k+1})...(x-x_m)}{(x_k-x_{-m})...(x_k-x_{k-1})(x_k-x_{k+1})...(x_k-x_m)}$

x--差值位移；

x_-m，…，x₀，…，x_m分别为第-m，…，0，…，m个差值位移，m为大于0的自然数；

P₀(x)--为拉格朗日插值多项式；

L_k(x)--为第k项的拉格朗日基本多项式；

m--拉格朗日差值项数；

-m≤k≤m；

使用对称2点拉格朗日插值取得稳态计算结果，则：

P₀(x)＝L_-1(x)y_-1+L₀(x)y₀+L₁(x)y₁+L₂(x)y₂；

其中： $L_{-1}\left(x\right)=\frac{x(x-1)(x-2)}{-6};$ $L_0\left(x\right)=\frac{(x+1)(x-1)(x-2)}{2};$

$L_1\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-2)}{-2};$ $L_2\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-1)}{6}.$

y_-1y₀y₁y₂为采样点。

本发明的有益效果为：通过模糊算法的故障数据流自动上传、信息融合原理确定全息录波系统所需信息通道，通过波形、采样点时标及采样频率统一标准化处理方法，实现广域、同一时间窗口故障分析平台；采用基于采样特征值与开关量通道属性相结合启动逻辑，自动锁定故障采样通道，综合于故障分析平台行归一化处理，提高了平台分析效率；同时技术上采用了波形、采样时标、采样频率标准化处理方法，可以将来自不同故障信息源的不同文件进行标准化处理，不仅实现了故障综合分析系统的容错性及鲁棒性，并且将故录的信息源扩展到只要可以进行标准化处理的所有记录终端。故障全息系统对电网复杂故障、相继故障的准确辨识、快速处理及保护动作行为精细分析均有较强的应用价值。

附图说明

图1故障数据标准化处理方案图；

图2为故障全息系统架构示意图；

图3某220kV变电站实时运行方式图

图4跳闸线路A侧录波器录波图及开关量信息；

图5跳闸线路A侧保护装置录波图；

图6经标准化处理融合后故障综合录波图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图2所示，故障发生后，采用对一次设备动作行为敏感的开关变位与电流采样峰值相结合作为驱动量启动动故障数据流自动上传，而故障全息系统根据相同原理作为信息过滤阀值确定信息提取范围和对象，将相关保护、故录、行波装置信息进行故障通道的提取，然后通过波形标准化处理、采样时标对齐、采样频率对齐等标准化处理将将相关通道的录波图形成综合录波图分析平台，并结合继电保护综合数据平台(coBase)，以及D5000平台所对应的实时运行方式为全息系统提供模型和关联关系，有效整合系统间的不同数据信息，达到获得电网故障的完整信息（即全息）的要求：即提供综合录波分析、综合矢量图分析及故障全息报告。

系统发生故障后会有大量信息上传至调度系统，为了可以及时有效的定位故障元件，需要在大量信息中通过信息过滤、融合重合建立针对故障元件的信息集合，然后在此信息集合中进行进一步的综合分析，以便对故障元件及故障性质进行判断，进而迅速采取措施隔离故障，恢复送电。因此首先需要确定故障设备对象相关信息集合。

电力系统中常用的主后备保护方案：差动保护和方向距离二段两端互跳当主保护。方向距离II段按线路末端母线故障时整定，距离III段按线路末端下一接线中最长线路故障时整定。如一种原理的保护判定故障在线路正方向且在保护范围内，如距离I段；如保护判断故障在线路反方向保护范围内，如反向距离IV段；由于距离II段的整定一般为主线路加相邻线路20％，故障可能存在于两个线路中的任一个；在没有反向分支的情况下，III段的整定一般为主线路加上最长相邻线路的120%，因此故障可能存在于三个线路中的任一个。对于反方向有分支的距离III段，反方向保护范围为距离I段的25%，有四条线路可能存在故障，但是其中一条为反向。对于可以直接判定故障设备的信息水平，定为水平1,如差动及I段保护。对于无法达到水平1的判断，则需要水平2的判断，即通过保护动作对象的叠加区来确定故障设备。

判断规则包括：用此来判断故障区首先是对于保护反向，即判定故障为负值的线路从影响区中去除；第二步建立在已动作的方向距离II段上，如果一条线路超出任何II段动作的区域，这条线路并未牵扯到故障，则从影响区中去除。同时，除非是双回线路发生跨线故障，一般不认为同一时间发生两个设备故障的情况，对于此类信息，认为无法融合，无法形成有效的故障设备判断，则发出信息异常警告，对此情况需要专业人员进一步进行综合录波判断，通过以上分析，可以通过保护整定原则和配合关系，确定保护信息动作锁定的故障设备，然后根据原则判断出逻辑冲突的保护信息，将相关结论显示，引导专业人员对其中冲突信息保留其中逻辑正确的保护。

1、故障事件启动信息通道选择及信息自融合流程

整个故障全息系统的启动是基于一次设备开关变位及电流量变化量及峰值E(Snew)=OpX Scurrent l,其中E(Snew)为一次新的事件启动一次数据上传，其上传的通道为开关变位Op，及电流值变化量及峰值Scurrent，只要是满足开关变位及电流变化量及峰值一定阀值就选择该通道信息上传，同时保护动作信息融合形成集合M，这一集合与SCADA实时运方数据库交互，形成故障设备集合D_ti，由实时的SCADA信息形成实际上传信息集合M⁺，通过逻辑规则判断，得出效应值水平，形成故障设备集合D_jbest，然后通过智能过滤的故障设备相关变电站多点故录及保信送至故障录波全息系统用于进一步故障分析，形成各序网故障图，辅助完成故障定位及故障性质判断，以便调度员快速隔离处理故障。

通过E(Snew)=Op&Scurrent，启动方式对于系统复故障可以将故障所涉开关量及故障量的变化量启动上传，并通过计算效应值水平形成故障设备集合。因此，不仅实现了故障信息的智能过滤，而且经过此算法可以将超设防电网故障、相继故障，以及牵涉到多设备及长过程的故障信息可有效提取，形成基于故障信息及故录、保护系统的信息融合故障判断系统。其中，故录为故障录波器的简称，保护系统为保护装置连接组成的系统，同时，对于隐式故障，例如双套保护中一套保护动作而另一套保护动作行为异常的隐式故障及时发现。

2、基于波形、采样时标、采样频率标准化处理方法统一录波平台

传统的录波展示方法可以展示一个装置记录的单次故障波形，而其波形实质上是基于本地设备本地故障信息的录波数据，而电力故障发生过程中会涉及一个以上的多点故障信息，因此进行故障分析需要同时分析故障所涉多点故障信息。不论是故障录波联网系统还是保护信息系统，以及测距装置其展示时存在过分单一，而若想实现多点信息融合，以便进行多角度展示则存在以下主要问题：装置的时钟不一致，故障时刻波形无法对齐；装置的采样频率不同、记录压缩的方式不同，导致波形显示没法在同一个时间轴上对齐。本系统针对上述问题，提出一种使用综合录波图的方式把来自多个装置的单次或若干次录波数据放到同一个时间坐标下进行展示、比较分析的解决方案。

如图1所示，来自各个变电站的故录系统信息、保信子站信息及测距信息通过智能通道选择及信息过滤功能上传至故障全息系统进行波形格式标准化处理，统一转化为COMTRADE99标准格式，通过格式转化后的波形文件再通过采样时标点对齐及采样频率对齐处理将各个终端设备的波形统一为同一时标标准下、统一采样频率下的波形，以故障设备集合D_jbest为同一展示平台的多端广域波形综合分析平台，同时在波形各个时段对应保护信息动作时序图以及最终的测距信息。

2.1故障数据采样频率统一化

由于不同记录装置波形数据的采样频率各不相同，如录波器采样频率为6400Hz，保护装置采样频率为1000Hz，若不进行统一转换，则无法在同一个时间轴上展示不同的波形数据，无法进行横向比较、分析。

本系统采用插值法把不同采样频率统一为同一采样频率，对没有采样点的波形数据进行包络线方式压缩显示，同时录波数据中只记录有效值的压缩存储部分，进行相应处理。插值变换方法如下：

1）曲线拟合采用拉格朗日插值变换，相同采样频率的输入信号都使用同一组插值系数；

2）拉格朗日插值系数独立计算，以便多通道插值共用；

3）按拟合偏移系数fitt_c计算拉格朗日插值系数，偏移系数定义如下：

$\mathrm{fitt}\_c=\frac{\mathrm{samp}\_f}{\mathrm{fitt}\_f};$

其中：samp_f--系统的数据采样频率；fitt_f--系统的数据拟合频率；

4）定义采样点差值位移x，其中：0≥x≤1；

5）根据拟合偏移系数fitt_c的值域逐点调整差值位移x；

fitt_c＞1：x＝n×(fitt_c-1)-int[n×(fitt_c-1)]；

fitt_c＝1：x＝0；

fitt_c＜1：x＝n×(1-fitt_c)-int[n×(1-fitt_c)]；

其中：n--采样点编号；

int-取整计算；

对应于采样值位移超前fitt_c＞1、滞后fitt_c＜1、及同步时fitt_c＝1图形及调整后效果图。

6）拉格朗日插值变换原理：

设输入的采样信号序列表示成

y＝y_-n,...,y_-3,y_-2,y_-1,y₀,y₁,y₂,y₃,...,y_n

则在位移x点2m次拉格朗日差值表示成：P₀(x)＝L_-m(x)y_-m+...+L₀(x)y₀+...+L_m(x)y_m其中：

$L_k\left(x\right)=\frac{(x-x_{-m})...(x-x_{k-1})(x-x_{k+1})...(x-x_m)}{(x_k-x_{-m})...(x_k-x_{k-1})(x_k-x_{k+1})...(x_k-x_m)}$

x--差值位移；

m--拉格朗日差值项数；

-m≤k≤m；

使用对称2点拉格朗日插值就能取得很好的稳态计算结果，则：

P₀(x)＝L_-1(x)y_-1+L₀(x)y₀+L₁(x)y₁+L₂(x)y₂；

其中： $L_{-1}\left(x\right)=\frac{x(x-1)(x-2)}{-6};$ $L_0\left(x\right)=\frac{(x+1)(x-1)(x-2)}{2};$

$L_1\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-2)}{-2};$ $L_2\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-1)}{6}.$

本方法针对使用定频采样数据而同时需要精确跟踪信号频率、以及多通道采样数据需要同时改变采样速率的情况，能够显著减少计算量，提高数据变换精度，提高程序的整体性能。本处理方法具备如下优势：

1、拉格朗日插值系数仅与采样点位移有关，相同采样频率的多通道采样数据位移相同，可以使用同一组拟合系数，在数据拟合计算中能够显著减少计算量，提高运行效率。

2、可以方便的选取拟合阶数，以适应拟合精度要求。

3、当拟合偏移系数fitt_c保持稳定时，拟合系数不需要重复计算，计算量更小。

2.2采样时标标准化处理算法

由于各厂家采样不同步，无法根据数据中的时标进行采样点级别的时标对齐，需要考虑相位对数据计算造成的误差。在对齐采样时标的功能中既能根据波形数据自带时标自动调整波形在时间轴的位置，又能手动进行采样点级别的微调。

由于保护总是在故障启动后开始录波，并且只记录故障发生发展过程中，包括加速跳开及重合闸全过程波形，而故障录波的录波启动值小的多，其录波针对对象不仅包括故障全过程，还包括系统异常运行及系统发生扰动时的全程记录，因此如何将保护动作全过程波形与故障录波波形统一为同一时标，实现故录波形与保护检测到的波形相对应，同时直接映射到保护算法动作逻辑时序图，完成系统扰动及至故障发生发展及重合闸动作及系统恢复全过程波形分析及保护自动装置的动作分析具有极为重要的意义。

录波器上传信息包括所选通道的电流、电压，及一次开关、保护装置动作的变位信息，信息自带有采样时标。但是由于来自保信子站、测距等装置各厂家采样不同步，无法根据数据中的时标进行采样点级别的时标对齐，需要考虑相位对数据计算造成的误差。针对这一问题，结合电力系统波形特点对其实现同一时标下的波形调整。由于稳态时及短路电流（包括各序分量稳态值），在经过滤波处理后，每个信息源其波形特点总是A，B，C三相互差120度，只要任选一相过零点，通过手动操作对齐，便会自动实现不同信息源的所有所选通道采样波形成的时标对齐。而选择对齐基点一般选择为采样窗口较短，采样周波数较少的来自保护的录波波形记录点作为对齐点。这样处理的好处是，通过一次时标对齐的操作即可实现故录一次波形、保护录波二次波形、故录开关量、保护逻辑动作时序的时标统一。而这种对应也恰恰实现了由一次设备波形、开关动作到保护二次录波及保护算法逻辑判断及保护动作时序的一一关键时点对映，可以直接反映出保护及自动装置动作行为是否正确。

如图3所示，左侧为某220kV变电站实时运行方式图，电网发生故障时，线路对侧变电站母线及该线路同时跳闸，其两侧保护动作信息如图右侧所示，经过信息整合，其中线路距离I段、零序I段，及对端母差动作均是达到水平1判断标准，不需要进行水平2的故障范围融合。由于故障设备集合判断中认为同一时间发生多点故障的概率很小，因此认为母线与线路故障信息相斥，不相融合，在此规则下得出信息不融合的结论。

如图4-图6所示，保护录波启动时间较晚，采样频率较录波器小，经过采样点时标对齐，采样频率标准化处理，得到融合后全息分析图。通过比较分析，可以看出线路对侧变电站母线发生C相接地故障，线路B相电压有一定程度的异常升高，故障后又恢复正常。应综合判断分析，线路保护二次电压回路存在多点接地，一次故障电流流过站内接地网时引起电压回路N600电位不为零而是ΔU0，B相采样电压叠加了一个ΔU0而异常升高导致保护动作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种基于标准化处理技术的故障全息系统，其特征是：包括全息系统模块、标准化处理模块、信息调度模块和一次设备信息采集模块，其中；

一次设备信息采集模块，用于提供一次设备的开关变位、电流采样峰值信息，以作为驱动量启动故障数据流自动上传给信息调度模块；

信息调度模块，接收一次设备信息采集模块的信息，确定信息提取范围和对象，将相关保护装置、故障录波器、行波装置信息进行故障通道的提取，传输给标准化处理模块；

标准化处理模块，接受信息调度模块的数据，通过波形标准化处理、采样时标对齐、采样频率对齐的标准化处理，将不同信息整合、模型化，传输给全息系统模块；

全息系统模块，接受不同信息，并通过继电保护综合数据平台coBase，以及D5000平台所对应的实时运行方式，形成各序网故障图、综合录波分析、综合矢量图分析和故障全息报告。

2.一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：具体包括以下步骤：

（1）故障事件启动，信息通道选择；根据一次设备信息采集模块采集一次设备开关变位、电流量变化量及峰值的状态，判断是否选通该通道进行信息上传，形成故障设备集合；

（2）信息调度模块过滤出故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息；通过逻辑规则判断，去除非影响故障线路；

（3）基于波形、采样时标、采样频率标准化处理方法统一录波平台；来自各个变电站的故录系统信息、保信子站信息及测距信息通过智能通道选择、信息过滤功能上传至标准化处理模块进行波形格式标准化处理，统一转化为COMTRADE99标准格式，格式转化后的波形文件再通过采样时标点对齐及采样频率对齐处理，使各个终端设备的波形统一为同一时标标准下、统一采样频率下的波形，以故障设备集合为同一展示平台的多端广域波形综合分析平台，同时展示在波形各个特征时段对应保护信息动作时序图以及给出最终的测距信息；

（4）将通过智能过滤的故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息送至全息系统模块，用于进一步故障分析，形成各序网故障图；结合继电保护综合数据平台coBase，以及D5000平台所对应的实时运行方式，为全息系统模块提供模型和关联关系，有效整合系统间的不同数据信息，达到获得电网故障的完整信息的要求。

3.如权利要求2所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤（1），其具体工作方法为：整个故障全息系统的启动是基于一次设备开关变位、电流量变化量及峰值；具体公式为：

E(Snew)=Op&Scurrent，

其中E(Snew)为一次新的启动数据上传事件，Op为上传的通道为开关变位，Scurrent为电流值变化量及峰值，只要开关变位、电流变化量及峰值到达满足公式1、2，就选择该通道信息上传，同时保护动作信息融合形成集合，这一集合与SCADA实时运方数据库交互，形成故障设备集合；

S_N/S_N-1≤2.89/3 （1） y_N/y_N-1≤0.5∪y_N/y_N-1≥3 （2）

其中S_N为后一周波的有效值；

其中S_N-1为前一周波的有效值；

其中y_N为一采样点作差与前一周波同一采样点位置作差；

其中y_N-1为前一采样点作差与前一周波同一采样点位置作差。

4.如权利要求2所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤（2），其具体工作方法为：通过逻辑规则判断，确定故障设备相关变电站多点故障录波器和保护系统的信息，确定故障设备对象相关信息集合；首先将判定故障为负值的线路从故障设备对象相关信息集合中去除；第二步建立在已动作的主后备保护中方向距离II段上，如果一条线路超出任何方向距离II段动作的区域，这条线路并未牵扯到故障，则从故障设备对象相关信息集合中去除。

5.如权利要求2所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤（3），其具体方法为：

（a）故障数据采样频率统一化；采用插值法把不同采样频率统一为同一采样频率，对没有采样点的波形数据进行包络线方式压缩显示，同时录波数据中只记录有效值的压缩存储部分，进行相应处理；

（b）采用采样时标标准化处理算法进行统一化；录波器上传信息包括所选通道的电流、电压，及一次开关、保护装置动作的变位信息，信息自带有采样时标；但是由于来自保信子站、测距等装置各厂家采样不同步，无法根据数据中的时标进行采样点级别的时标对齐，需要考虑相位对数据计算造成的误差，结合电力系统波形特点对其实现同一时标下的波形调整；由于稳态时及短路电流，包括各序分量稳态值，在经过滤波处理后，每个信息源其波形特点总是A，B，C三相互差120度，只要任选一相过零点，通过手动操作对齐，便会自动实现不同信息源的所有所选通道采样波形成的时标对齐；选择对齐基点时，选择来自保护系统的录波波形记录点作为对齐点，该录波波形记录点的特点为采样窗口短，采样周波数少。

6.如权利要求5所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤（a），插值法的具体方法如下：

1）曲线拟合采用拉格朗日插值变换，相同采样频率的输入信号都使用同一组插值系数；

2）拉格朗日插值系数独立计算，以便多通道插值共用；

3）按拟合偏移系数fitt_c计算拉格朗日插值系数，偏移系数定义如下：

$\mathrm{fitt}\_c=\frac{\mathrm{samp}\_f}{\mathrm{fitt}\_f};$

其中：samp_f为系统的数据采样频率；fitt_f为系统的数据拟合频率；

4）定义采样点差值位移x，其中：0≥x≤1；

5）根据拟合偏移系数fitt_c的值域逐点调整差值位移x；

6）根据拉格朗日插值变换原理，进行计算。

7.如权利要求6所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤5），具体对应如下；

fitt_c＞1：x＝n×(fitt_c-1)-int[n×(fitt_c-1)]；

fitt_c＝1：x＝0；

fitt_c＜1：x＝n×(1-fitt_c)-int[n×(1-fitt_c)]；

其中：n为采样点编号；

int为取整计算符号。

8.如权利要求6所述的一种基于上述故障全息系统处理方法，其特征是：所述步骤6），具体方法如下：设输入的采样信号序列表示为：

y＝y_-n,...,y_-3,y_-2,y_-1,y₀,y₁,y₂,y₃,...,y_n

其中，y为采样信号序列；

y_-n，…，y₀，…，y_n分别为第-n，…，0，…，n个采样点，n为大于0的自然数；

则在位移x点2m次拉格朗日差值表示成：P₀(x)＝L_-m(x)y_-m+...+L₀(x)y₀+...+L_m(x)y_m其中：

$L_k\left(x\right)=\frac{(x-x_{-m})...(x-x_{k-1})(x-x_{k+1})...(x-x_m)}{(x_k-x_{-m})...(x_k-x_{k-1})(x_k-x_{k+1})...(x_k-x_m)}$

x--差值位移；

x_-m，…，x₀，…，x_m分别为第-m，…，0，…，m个差值位移，m为大于0的自然数；

P₀(x)--为拉格朗日插值多项式；

L_k(x)--为第k项的拉格朗日基本多项式；

m--拉格朗日差值项数；

-m≤k≤m；

使用对称2点拉格朗日插值取得稳态计算结果，则：

P₀(x)＝L_-1(x)y_-1+L₀(x)y₀+L₁(x)y₁+L₂(x)y₂；

其中： $L_{-1}\left(x\right)=\frac{x(x-1)(x-2)}{-6};$ $L_0\left(x\right)=\frac{(x+1)(x-1)(x-2)}{2};$

$L_1\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-2)}{-2};$ $L_2\left(x\right)=\frac{x(x+1)(x-1)}{6};$

y_-1、y₀、y₁、y₂为采样点。

Images