CN106053917B - 一种集成小录波的超级远动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成小录波的超级远动方法，该方法通过对故障小录波文件的预处理，大大减少小录波文件的上传量。并将其与变电站内五遥信息、PMU信息等进行远传，提高远动的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站远动信息技术，特别是一种集成小录波的超级远动方法。
背景技术
随着数字化变电站建设的逐步发展，电力系统对变电站综合自动化的要求也越来越高，数字化变电站是以IEC 61850通信规约为通信标准的信息采集、传输、处理和输出过程完全数字化的变电站，在数字化变电站的概念提出之前，变电站内的故障输出、记录基本是靠故障录波及保护装置的自带打印机进行，不仅不便于查阅，也难以长期保存，不能对数据进行集中分析和处理，这样达不到电网调度管理的要求，也难以满足电网自动化的需要，只有把各种相关的数据综合起来分析，才能迅速消除系统的运行隐患，保障电网的安全运行。为了使系统发生故障时的保护数据和录波数据得到更加有效地利用，提高电网运行的安全性和可靠性，有必要建设一个独立的自动化保护及故障信息管理网络。
而故障录波装置及保护装置接入保信子站系统最终接入保护信息管理主站。其中故障录波装置及保护装置的故障录波数据由于合并单元的高速采样，形成的故障录波文件往往比较大。且一旦故障发生，系统中涉及到的台保护装置将启动录波，产生大量的录波文件且大量的数据等待上传实时性不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种对故障小录波文件进行预处理，可大大减少小录波文件的上传量的一种集成小录波的超级远动方法。
一种集成小录波的超级远动方法，(1)对录波数据进行预处理，电力系统故障时电流的表达式为：
其中：为短路电流的稳态分量；为短路电流的直流分量；τ为直流衰减时间常数，将上式改写成：
i＝Imsin(ωt+α1)+ID*e-t/τ
其中
其余参数不变，
首先对上式中的交流稳态分量进行计算：
电力系统中的电流量均为离散采样值，由电流采样值组成的矩阵为
X＝[i0，i1，i2，....，ik]T
设f为系统额定频率，θ＝2πf,根据最小二乘滤波算法，组成滤波系数矩阵A
待计算的电流向量的实部和虚部所组成的矩阵为I，I＝[Is，-Ic]T，其中Is为电流向量虚部，Ic为电流向量实部，由最小二乘滤波算法可以得出短窗下电流向量的计算公式
I＝(AT*A)-1*AT*X
由此得出电流向量，即得到故障电流的稳态值，即可得到Im及α1
然后计算直流分量：
得到电流稳态值后，将原有的电向量以一个周波为单位，取得每周波内电流最大值，取其中最大的五个值，代入直流分量表达式，即可得到故障电流的直流分量中的Id及τ，
由于电力系统系统频率会在小范围内浮动，通过对小录波文件采用快速傅立叶变换(FFT)即可完成对录波时电力系统角频率ω的计算，
可得到表达式中：i＝Imsin(ωt+α1)+Id*e-t/τ中的Im、ω、α1、Id及τ，可完成故障录波文件的有效还原，使得小录波文件的上传只需上传Im、ω、α1、Id及τ少量数据；
(2)集成小录波超级远动：故障小录波数据处理完后即为极小的数据量：Im、ω、α1、Id及τ，将此部分数据加上保护装置信息、录波开始时间信息、录波触发条件信息等作为远动的第一部分信息；
与保护装置的通信状态、保护装置当前定值区号及各区定值、保护装置采集的模拟量及开入量状态、保护装置的动作信息，包括保护启动、出口、复归、保护装置的开入变位及异常告警信息等作为远动的第二部分信息。
五遥信息为作动远的第三部分信息，PMU信息作为运动的第四部分信息。独立录波器录波简报、录波文件列表信息作为第四部分信息。以及其他信息作为第五部分信息；
将这五部分信息有序上传，电力系统中不同主站仅需统一获取远动信息后，再提取相应部分信息即可完成。
同时，大量小录波数据的预处理将远动数据量大为减少，主站仅需用少量数据完成故障文件的还原。提高了远动的效率及实时性。
综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
本发明的集成小录波的超级远动方法，由于故障录波文件是用来分析系统中的故障，而系统中主要的激励源为系统频率50Hz的，因此用于分析故障类型及定位故障点也仅需采用故障时基波的波形即可。而实际的小录波文件的波形往往包含大量的谐波，此部分由于系统参数及分散电容引起的谐波不仅对故障分析没有帮助，还影响分析人员对故障波形特征的提取。因此通过对小录波文件进行预处理，减小了上传数据量，电力系统中不同主站仅需统一获取远动信息后，再提取相应部分信息即可完成。同时，大量小录波数据的预处理将远动数据量大为减少，主站仅需用少量数据完成故障文件的还原。提高了远动的效率及实时性。
附图说明
图1是本发明的故障录波文件还原示意图。
图2是本发明的超级远动流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种集成小录波的超级远动方法，(1)对录波数据进行预处理，电力系统故障时电流的表达式为：
其中
i：短路电流瞬时值
Im：故障电流稳态分量幅值
Im[0]：故障前电流稳态分量幅值
α：故障时的相角
故障后系统相角
故障前系统相角
τ：时间常数
其中
为短路电流的稳态分量；为短路电流的直流分量；τ为直流衰减时间常数。因此上式可写成
i＝Imsin(ωt+α1)+Id*e-t/τ
其中
其余参数不变。
首先对上式中的交流稳态分量进行计算：
电力系统的中的电流量均为离散采样值，由电流采样值组成的矩阵为
X＝[i0，i1，i2，....，ik]T
设f为系统额定频率，θ＝2πf,根据最小二乘滤波算法，组成滤波系数矩阵A
待计算的电流向量的实部和虚部所组成的矩阵为I，I＝[Is，-Ic]T，其中Is为电流向量虚部，Ic为电流向量实部。由最小二乘滤波算法可以得出短窗下电流向量的计算公式
I＝(AT*A)-1*AT*X
由此得出电流向量，即得到故障电流的稳态值。即可得到Im及α1
然后直流分量进行计算：
得到电流稳态值后，将原有的电向量以一个周波为单位，取得每周波内电流最大值。取其中最大的五个值，代入直流分量表达式，即可得到故障电流的直流分量中的Id及τ。
同时，由于电力系统系统频率会在小范围内浮动，通过对小录波文件采用快速傅立叶变换(FFT)即可完成对录波时电力系统角频率ω的计算。
通过以上分析，可得到表达式中：i＝Imsin(ωt+α1)+Id*e-t/τ中的Im、ω、α1、Id及τ，可完成故障录波文件的有效还原。如“图1故障录波文件还原示意图”所示，处理完成后，小录波文件的上传只需上传Im、ω、α1、Id及τ少量数据。
(2)、集成小录波超级远动
故障小录波数据处理完后即为极小的数据量(Im、ω、α1、Id及τ)，将此部分数据加上保护装置信息、录波开始时间信息、录波触发条件信息等作为远动的第一部分信息。
与保护装置的通信状态、保护装置当前定值区号及各区定值、保护装置采集的模拟量及开入量状态、保护装置的动作信息，包括保护启动、出口、复归、保护装置的开入变位及异常告警信息。等作为远动的第二部分信息。
五遥信息为动远的第三部分信息。PMU信息作为运动的第四部分信息。独立录波器录波简报、录波文件列表信息作为第四部分信息。以及其他信息作为第五部分信息。
将这五部分信息有序上传，电力系统中不同主站仅需统一获取远动信息后，再提取相应部分信息即可完成。同时，大量小录波数据的预处理将远动数据量大为减少，主站仅需用少量数据完成故障文件的还原。提高了远动的效率及实时性。
本实施例未述部分与现有技术相同。
Claims (1)
1.一种集成小录波的超级远动方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对录波数据进行预处理，电力系统故障时电流的表达式为：
其中：Im：故障电流稳态分量幅值
Im[0]：故障前电流稳态分量幅值
α：故障时的相角
故障后系统相角
故障前系统相角
为短路电流的稳态分量； 为短路电流的直流分量；τ为直流衰减时间常数，将上式改写成：
i＝Imsin(ωt+α1)+Id*e-t/τ
其中
其余参数不变，
首先对上式中的交流稳态分量进行计算：
电力系统中的电流量均为离散采样值，由电流采样值组成的矩阵为
X＝[i0，i1，i2，....，ik]T
设f为系统额定频率，θ＝2πf,根据最小二乘滤波算法，组成滤波系数矩阵A
待计算的电流向量的实部和虚部所组成的矩阵为I，I＝[Is，-Ic]T，其中Is为电流向量虚部，Ic为电流向量实部，由最小二乘滤波算法可以得出短窗下电流向量的计算公式
I＝(AT*A)-1*AT*X
由此得出电流向量，即得到故障电流的稳态值，即可得到Im及α1
然后计算直流分量：
得到电流稳态值后，将原有的电向量以一个周波为单位，取得每周波内电流最大值，取其中最大的五个值，代入直流分量表达式，即可得到故障电流的直流分量中的Id及τ，
由于电力系统系统频率会在小范围内浮动，通过对小录波文件采用快速傅立叶变换(FFT)即可完成对录波时电力系统角频率ω的计算，
可得到表达式中：i＝Imsin(ωt+α1)+Id*e-t/τ中的Im、ω、α1、Id及τ，可完成故障录波文件的有效还原，使得小录波文件的上传只需上传Im、ω、α1、Id及τ少量数据；
(2)集成小录波超级远动：故障小录波数据处理完后即为极小的数据量：Im、ω、α1、Id及τ，将这些数据加上保护装置信息、录波开始时间信息、录波触发条件信息作为远动的第一部分信息；
与保护装置的通信状态、保护装置当前定值区号及各区定值、保护装置采集的模拟量及开入量状态、保护装置的动作信息，包括保护启动、出口、复归、保护装置的开入变位及异常告警信息作为远动的第二部分信息；
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| CN102082576A (zh) * | 2011-01-28 | 2011-06-01 | 北京博电新力电力系统仪器有限公司 | 电能质量信号的数据处理装置及数据压缩和解压缩方法 |
| CN103051060A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-17 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种故障录波文件的采集和远传方法 |
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