CN107482596A - 故障启动方法、系统及高压输电线路继电保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种故障启动方法、系统及高压输电线路继电保护系统，其中，故障启动方法，包括：在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；确定每个第一电流值对应的电流突变子值；确定对应于电流突变子值的突变值；确定与突变值对应的小波模平均值；若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。通过本发明的技术方案，利用模极大值积分平均值反映信号的奇异性，实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度得到了提升，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

Description

故障启动方法、系统及高压输电线路继电保护系统

技术领域

本发明涉及高压输电线路继电保护系统领域，具体而言，涉及一种故障启动方法、一种故障启动系统、一种计算机设备、一种计算机可读存储介质以及一种高压输电线路继电保护系统。

背景技术

目前，随着我国逐渐形成特高压输电线路连接超高压电网的互联电网格局，大量电能通过超特高压线路从西部火电和水电中心送到东部负荷中心，当超特高压输电线路发生故障后，快速和可靠地检测并切除故障是有效提升传输容量、减少设备损坏和增强系统暂态稳定性的有效措施之一。

传统工频量保护有效地保障了输电线路的安全稳定运行，但应用在超特高压输电线路上时，其较慢的动作速度将造成较大的损失。为此，各种基于故障行波和故障暂态的超高速线路保护被提出，它们的基本原理是利用故障后几毫秒内的高频暂态信号，快速地从中挖掘故障信息，判断故障区域。为了保证超高速线路保护能够获取故障后几毫秒内的高频暂态信息，需要故障启动方法在输电线路发生故障时快速地判断出故障的发生，并标定故障发生时刻，而在输电线路没有发生故障时，要不受噪声和脉冲的干扰，可靠地判断出没有故障的发生。

目前国内常用的故障启动方法有相电流差突变量启动方法和零序电流启动方法，相电流差突变量启动方法利用相间电流差的突变量大于门槛值来判断故障发生，而零序电流启动方法利用零序电流大于门槛值来判断故障发生。这两类启动方法由于需要计算相量，动作速度较慢，并不适用于超高速线路保护。目前常用于超高速线路保护的故障启动方法，通过电流瞬时采样值大于门槛来判断故障发生，动作速度极快，但任何干扰脉冲都会误判断为故障发生，因此可靠性有待提高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种故障启动方法。

本发明的再一个目的在于提出了一种故障启动系统。

本发明的又一个目的在于提出一种计算机设备。

本发明的又一个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的又一个目的在于提出一种高压输电线路继电保护系统。

有鉴于此，本发明第一方面的技术方案提出了一种故障启动方法，包括：在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；确定每个第一电流值对应的电流突变子值；确定对应于电流突变子值的突变值；确定与突变值对应的小波模平均值；若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。

在该技术方案中，通过在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值，实现实时采集三相电流值作为采样值；通过确定每个第一电流值对应的电流突变子值，再通过确定对应于电流突变子值的突变值，实现将作为采样值的三相电流值用差分方式和相模变换得到模量电流突变量，之后通过确定与突变值对应的小波模平均值，实现通过对模量电流突变量进行二进离散小波变换，计算得到小波模平均值；之后通过在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，实现通过故障前后的一小段数据来判断是否执行故障启动，提升了动作速度，同时提高了在受到噪声干扰和脉冲干扰时系统的可靠性，降低了执行错误动作的可能性。

需要说明的是，可根据实际情况设置第一周期，优选地，选择在采集第一电流值之前的16个电流值对应的突变子值和采集第一电流值之后的12个电流值对应的突变子值来确定小波模平均值。

其中，优选地，上述技术方案中的故障启动方法在电压过零点附近时也足够可靠。

在上述技术方案中，优选地，确定每个第一电流值对应的电流突变子值，具体包括：确定每个第一电流值的第一检测时刻；确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值；确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值。

在该技术方案中，通过确定每个第一电流值的第一检测时刻，确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻，确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值，实现确定采集当前三相电流值之前一段时间某个时刻的三相电流值；再通过确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值，实现对采集的当前三相电流值对应的三相电流突变量的确定。

需要说明的是，第一预设时间根据实际电力系统频率计算得到，其中，优选地，第一预设时间设置为20ms。

在上述技术方案中，优选地，确定对应于电流突变子值的突变值，具体包括：对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换；根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和；在所有线模突变子值的绝对值之和中确定绝对值之和最大的线模突变子值；确定绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

在该技术方案中，通过对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换，实现将三相电流突变量通过相模变换为线模电流突变量；再根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和，实现确定包括当前采集三相电流值时刻的一小段时间内的每个线模电流突变量值的绝对值之和，之后通过确定绝对值之和最大的线模突变子值作为突变值，为利用小波模极大值方法消除有用信号中的噪声提供了前提。

在上述技术方案中，优选地，确定与突变值对应的小波模平均值，具体包括：对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

在该技术方案中，通过对突变值进行二次离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；再根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值，为利用小波模平均值判断故障启动提供了前提。

在上述技术方案中，优选地，小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

在该技术方案中，小波变换在各个尺度下的小波模极大值对应于信号突变点的位置，小波分析尺度越小，平滑函数的平滑区域越小，小波模极大值与突变点位置的对应就越准确，但是小尺度下小波变换受噪声影响比较大，往往仅凭一个尺度不能确定突变点的位置，而大尺度下小波分析对噪声产生了一定的平滑，小波模极大值的位置比较稳定，但由于平滑作用又使突变点的位置确定产生了偏差，因此，根据实际情况选择三个尺度进行小波模分析。

需要说明的是，可根据实际情况选择合适的尺度进行小波模分析，包括但不限于三个尺度。

在上述技术方案中，优选地，若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，具体包括：在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

本发明第二方面的技术方案提出了一种故障启动系统，包括：第一电流确定单元，用于在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；电流突变子值确定单元，用于确定每个第一电流值对应的电流突变子值；突变值确定单元，用于确定对应于电流突变子值的突变值；小波模平均值确定单元，用于确定与突变值对应的小波模平均值；故障启动单元，用于在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。

在该技术方案中，通过第一电流确定单元，在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值，实现实时采集三相电流值作为采样值；再通过电流突变子值确定单元，确定每个第一电流值对应的电流突变子值，再通过突变值确定单元，确定对应于电流突变子值的突变值，实现将作为采样值的三相电流值用差分方式和相模变换得到模量电流突变量，之后通过小波模平均值确定单元，确定与突变值对应的小波模平均值，实现通过对模量电流突变量进行二进离散小波变换，计算得到小波模平均值；之后通过故障启动单元，在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，实现通过故障前后的一小段数据来判断是否执行故障启动，提升了动作速度，同时提高了在受到噪声干扰和脉冲干扰时系统的可靠性，降低了执行错误动作的可能性。

需要说明的是，可根据实际情况设置第一周期，优选地，选择在采集第一电流值之前的16个电流值对应的突变子值和采集第一电流值之后的12个电流值对应的突变子值来确定小波模平均值。

其中，优选地，上述技术方案中的故障启动方法在电压过零点附近时也足够可靠。

在上述技术方案中，优选地，电流突变子值确定单元，具体包括：第一时间确定单元，用于确定每个第一电流值的第一检测时刻；第二时间确定单元，用于确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；第二电流确定单元，用于确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值；电流差值确定单元，用于确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值。

在该技术方案中，通过第一时间确定单元，确定每个第一电流值的第一检测时刻，再通过第二时间确定单元，确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻，然后通过第二电流确定单元，确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值，实现确定采集当前三相电流值之前一段时间某个时刻的三相电流值；再通过电流差值确定单元，确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值，实现对采集的当前三相电流值对应的三相电流突变量的确定。

需要说明的是，第一预设时间根据实际电力系统频率计算得到，其中，优选地，第一预设时间设置为20ms。

在上述技术方案中，优选地，突变值确定单元，具体包括：相模变换单元，用于对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换；绝对值和确定单元，用于根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和；确定子单元，用于在所有线模突变子值的绝对值之和中确定绝对值之和最大的线模突变子值，确定绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

在该技术方案中，通过相模变换单元对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换，实现将三相电流突变量通过相模变换为线模电流突变量；再通过绝对值和确定单元根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和，实现确定包括当前采集三相电流值时刻的一小段时间内的每个线模电流突变量值的绝对值之和，之后通过确定子单元确定绝对值之和最大的线模突变子值作为突变值，为利用小波模极大值方法消除有用信号中的噪声提供了前提。

在上述技术方案中，优选地，小波模平均值确定单元，具体包括：小波系数确定单元，用于对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；小波模平均值确定子单元，用于根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

在该技术方案中，通过小波系数确定单元，对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；再根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值，为利用小波模平均值判断故障启动提供了前提。

在上述技术方案中，优选地，小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

在该技术方案中，小波变换在各个尺度下的小波模极大值对应于信号突变点的位置，小波分析尺度越小，平滑函数的平滑区域越小，小波模极大值与突变点位置的对应就越准确，但是小尺度下小波变换受噪声影响比较大，往往仅凭一个尺度不能确定突变点的位置，而大尺度下小波分析对噪声产生了一定的平滑，小波模极大值的位置比较稳定，但由于平滑作用又使突变点的位置确定产生了偏差，因此，根据实际情况选择三个尺度进行小波模分析。

需要说明的是，可根据实际情况选择合适的尺度进行小波模分析，包括但不限于三个尺度。

在上述技术方案中，优选地，故障启动单元，具体包括：故障启动子单元，用于在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

本发明第三方面的技术方案提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时执行上述任一项的故障启动方法。

在该技术方案中，执行上述任一项的故障启动方法的计算机程序存储在存储器上，处理器执行计算机程序时，可实现利用模极大值积分平均值反映信号的奇异性，实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度极快，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

本发明第四方面的技术方案提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项的故障启动方法。

在该技术方案中，处理器实现如上所述的故障启动方法需要通过计算机程序，这种计算机程序需要存储在计算机可读取介质中。这种计算机可读取介质保证了计算机程序能够被处理器执行，从而实现了利用模极大值积分平均值反映信号的奇异性，实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度极快，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

本发明第五方面的技术方案提出了一种高压输电线路继电保护系统，包括：上述任一项的故障启动系统。

在该技术方案中，包括任一项故障启动系统的高压输电线路继电保护系统，可实现利用模极大值积分平均值反映信号的奇异性，实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度极快，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的故障启动方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的再一个实施例的故障启动方法的流程示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的故障启动系统的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的计算机设备的结构示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的高压输电线路继电保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的一个实施例的故障启动方法的流程示意图。

如图1所示，故障启动方法，包括：

步骤S102，在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；

步骤S104，确定每个第一电流值对应的电流突变子值；

步骤S106，确定对应于电流突变子值的突变值；

步骤S108，确定与突变值对应的小波模平均值；

步骤S110，若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。

在该实施例中，通过步骤S102，在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值，实现实时采集三相电流值作为采样值；通过步骤S104，确定每个第一电流值对应的电流突变子值，再通过步骤S106，确定对应于电流突变子值的突变值，实现将作为采样值的三相电流值用差分方式和相模变换得到模量电流突变量，之后通过步骤S108，确定与突变值对应的小波模平均值，实现通过对模量电流突变量进行二进离散小波变换，计算得到小波模平均值；之后通过步骤S110，在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，实现通过故障前后的一小段数据来判断是否执行故障启动，提升了动作速度，同时提高了在受到噪声干扰和脉冲干扰时系统的可靠性，降低了执行错误动作的可能性。

需要说明的是，可根据实际情况设置第一周期，优选地，选择在采集第一电流值之前的16个电流值对应的突变子值和采集第一电流值之后的12个电流值对应的突变子值来确定小波模平均值。

其中，优选地，上述技术方案中的故障启动方法在电压过零点附近时也足够可靠。

在上述实施例中，优选地，步骤S104，确定每个第一电流值对应的电流突变子值，具体包括：确定每个第一电流值的第一检测时刻；确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值；确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值。

在该实施例中，通过确定每个第一电流值的第一检测时刻，确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻，确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值，实现确定采集当前三相电流值之前一段时间某个时刻的三相电流值；再通过确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值，实现对采集的当前三相电流值对应的三相电流突变量的确定。

需要说明的是，第一预设时间根据实际电力系统频率计算得到，其中，优选地，第一预设时间设置为20ms。

在上述实施例中，优选地，确定对应于电流突变子值的突变值，具体包括：对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换；根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和；在所有线模突变子值的绝对值之和中确定绝对值之和最大的线模突变子值；确定绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

在该实施例中，通过对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换，实现将三相电流突变量通过相模变换为线模电流突变量；再根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和，实现确定包括当前采集三相电流值时刻的一小段时间内的每个线模电流突变量值的绝对值之和，之后通过确定绝对值之和最大的线模突变子值作为突变值，为利用小波模极大值方法消除有用信号中的噪声提供了前提。

在上述实施例中，优选地，确定与突变值对应的小波模平均值，具体包括：对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

在该实施例中，通过对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；再根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值，为利用小波模平均值判断故障启动提供了前提。

在上述实施例中，优选地，小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

在该实施例中，小波变换在各个尺度下的小波模极大值对应于信号突变点的位置，小波分析尺度越小，平滑函数的平滑区域越小，小波模极大值与突变点位置的对应就越准确，但是小尺度下小波变换受噪声影响比较大，往往仅凭一个尺度不能确定突变点的位置，而大尺度下小波分析对噪声产生了一定的平滑，小波模极大值的位置比较稳定，但由于平滑作用又使突变点的位置确定产生了偏差，因此，根据实际情况选择三个尺度进行小波模分析。

需要说明的是，可根据实际情况选择合适的尺度进行小波模分析，包括但不限于三个尺度。

在上述实施例中，优选地，若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，具体包括：在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

具体实施例一：

本实施例应用于750kV输电线路，采样得到三相电流采样值中混有40dB的噪声。

如图2所示，本实施例包括以下步骤：

步骤S202，以采样率10Hz实时采集输电线路的三相电流(即在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值)，得到三相电流采样值i_a(n)、i_b(n)和i_c(n)，其中n为采样序列，然后进入步骤S204；

步骤S204，将所采集三相电流采样值与200点前的电流采样值相减，得到三相电流突变量Δi_a(n)、Δi_b(n)和Δi_c(n)(即确定每个第一电流值对应的电流突变子值)，然后进入步骤S206；

电流突变量的计算方法为：

Δi(n)＝i(n)-i(n-200) (1)

步骤S206，对三相电流突变量做相模变换，得到3个线模电流突变量Δi_α(n)、Δi_β(n)和Δi_γ(n)(即对预设周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换)，然后进入步骤S208；

相模变换的方法为：

步骤S208，对采样点n₀进行故障启动判断，存储16点在n₀前的3个线路电流突变量和12点在n₀后的3个线模电流突变量(即根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内所有线模突变子值的绝对值)，对总计29点的启动数据窗进行步骤S210；

步骤S210，启动数据窗内，分别计算3个线模电流突变量的绝对值之和S_l(l＝α、β、γ)(即根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和)，选择出绝对值之和S_j最大的线模电流突变量Δi_q(n)(q为α、β或γ之一)(即在在所有线模突变子值的绝对值之和中确定绝对值之和最大的线模突变子值；确定绝对值之和最大的线模突变子值为突变值)，然后进入步骤S212；

线模电流突变量的绝对值之和的计算方法为：

步骤S212，对线模电流突变量Δi_q在启动数据窗内进行二进离散小波变换，得到第1、2、3尺度的小波系数Wf(n,2¹)、Wf(n,2²)、Wf(n,2³)(即对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数)，然后进入步骤S214；

小波系数Wf(n,2¹)、Wf(n,2²)、Wf(n,2³)的计算方式为：

其中，Vf(n,2⁰)即是Δi_q(n)，h(k)和g(k)的是滤波器系数如式(5)，η_j是归一化系数如式(6)；

η_j＝{1.5,1.12,1.03}j＝1～3(6)

步骤S214，计算小波系数Wf(n,2^j)的小波模平均值Nf(n₀,2^j)(j＝1、2、3)(即根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值)，然后进入步骤S216；

小波模平均值Nf(n₀,2^j)的计算方式为：

步骤S216，如果小波模平均值Nf(n₀,2^j)满足下式，判断故障启动，启动时刻为n₀，否则进入步骤S218；

其中是ε_j第j尺度的噪声门槛，本实施例可以取值为ε₁＝0.09、ε₂＝0.03、ε₃＝0.02；

步骤S218，采样点n₀不是启动时刻，判断下一点，令n₀＝n₀+1，回到步骤S208。

图3示出了根据本发明的一个实施例的故障启动系统的结构示意图。

如图3所示，故障启动系统300，包括：

第一电流确定单元302，用于在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；

电流突变子值确定单元304，用于确定每个第一电流值对应的电流突变子值；

突变值确定单元306，用于确定对应于电流突变子值的突变值；

小波模平均值确定单元308，用于确定与突变值对应的小波模平均值；

故障启动单元310，用于在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。

在该实施例中，通过第一电流确定单元302，在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值，实现实时采集三相电流值作为采样值；再通过电流突变子值确定单元304，确定每个第一电流值对应的电流突变子值，再通过突变值确定单元306，确定对应于电流突变子值的突变值，实现将作为采样值的三相电流值用差分方式和相模变换得到模量电流突变量，之后通过小波模平均值确定单元308，确定与突变值对应的小波模平均值，实现通过对模量电流突变量进行二进离散小波变换，计算得到小波模平均值；之后通过故障启动单元310，在小波模平均值满足预设公式时，确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，实现通过故障前后的一小段数据来判断是否执行故障启动，提升了动作速度，同时提高了在受到噪声干扰和脉冲干扰时系统的可靠性，降低了执行错误动作的可能性。

需要说明的是，可根据实际情况设置第一周期，优选地，选择在采集第一电流值之前的16个电流值对应的突变子值和采集第一电流值之后的12个电流值对应的突变子值来确定小波模平均值。

其中，优选地，上述实施例中的故障启动方法在电压过零点附近时也足够可靠。

在上述实施例中，优选地，电流突变子值确定单元304，具体包括：第一时间确定单元，用于确定每个第一电流值的第一检测时刻；第二时间确定单元，用于确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；第二电流确定单元，用于确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值；电流差值确定单元，用于确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值。

在该实施例中，通过第一时间确定单元，确定每个第一电流值的第一检测时刻，再通过第二时间确定单元，确定在第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻，然后通过第二电流确定单元，确定每个第一电流值在第二检测时刻的第二电流值，实现确定采集当前三相电流值之前一段时间某个时刻的三相电流值；再通过电流差值确定单元，确定每个第一电流值与第二电流值之间的差值为对应于第一电流值的电流突变子值，实现对采集的当前三相电流值对应的三相电流突变量的确定。

需要说明的是，第一预设时间根据实际电力系统频率计算得到，其中，优选地，第一预设时间设置为20ms。

在上述实施例中，优选地，突变值确定单元，具体包括：相模变换单元，用于对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换；绝对值和确定单元，用于根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和；确定子单元，用于在所有线模突变子值的绝对值之和中确定绝对值之和最大的线模突变子值，确定绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

在该实施例中，通过相模变换单元对第一周期内预设时长的每个电流突变子值进行相模变换，实现将三相电流突变量通过相模变换为线模电流突变量；再通过绝对值和确定单元根据每个电流突变子值经相模变换后的线模突变子值，确定在预设时长内每个线模突变子值的绝对值之和，实现确定包括当前采集三相电流值时刻的一小段时间内的每个线模电流突变量值的绝对值之和，之后通过确定子单元确定绝对值之和最大的线模突变子值作为突变值，为利用小波模极大值方法消除有用信号中的噪声提供了前提。

在上述实施例中，优选地，小波模平均值确定单元308，具体包括：小波系数确定单元，用于对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；小波模平均值确定子单元，用于根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

在该实施例中，通过小波系数确定单元，对突变值进行二进离散小波变换，确定对应于突变值的至少一个尺度的小波系数；再根据至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值，为利用小波模平均值判断故障启动提供了前提。

在上述实施例中，优选地，小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

在该实施例中，小波变换在各个尺度下的小波模极大值对应于信号突变点的位置，小波分析尺度越小，平滑函数的平滑区域越小，小波模极大值与突变点位置的对应就越准确，但是小尺度下小波变换受噪声影响比较大，往往仅凭一个尺度不能确定突变点的位置，而大尺度下小波分析对噪声产生了一定的平滑，小波模极大值的位置比较稳定，但由于平滑作用又使突变点的位置确定产生了偏差，因此，根据实际情况选择三个尺度进行小波模分析。

需要说明的是，可根据实际情况选择合适的尺度进行小波模分析，包括但不限于三个尺度。

在上述实施例中，优选地，故障启动单元，具体包括：故障启动子单元，用于在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动，预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

图4示出了根据本发明的一个实施例的计算机设备的结构示意图。

如图4所示，计算机设备1，包括：

存储器12，存储器12用于存储计算机程序；

处理器14，处理器14用于执行在存储器中存储的计算机程序；

处理器14执行计算机程序时执行如下步骤：

在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；确定每个第一电流值对应的电流突变子值；确定对应于电流突变子值的突变值；确定与突变值对应的小波模平均值；若小波模平均值满足预设公式，则确定在采集第一电流值的时间执行故障启动。

在该实施例中，执行上述任一项的控制方法的计算机程序存储在存储器12上，处理器14执行计算机程序时，可实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度得到了提升，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

图5示出了根据本发明的一个实施例的高压输电线路继电保护系统的结构示意图。

如图5所示，高压输电线路继电保护系统50，包括：

故障启动系统502，用于在高压输电线路继电保护系统发生故障时执行故障启动。

在该实施例中，包括任一故障启动系统502的高压输电线路继电保护系统50，均能实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度得到了提升，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，提供了一种故障启动方法、系统及高压输电线路继电保护系统，能够实现灵敏地反应于各类线路故障，动作速度得到了提升，并且在噪声干扰和脉冲干扰时准确判断不执行动作，提升了系统可靠性。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种故障启动方法，用于高压输电线路继电保护系统，其特征在于，包括：

在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；

确定每个所述第一电流值对应的电流突变子值；

确定对应于所述电流突变子值的突变值；

确定与所述突变值对应的小波模平均值；

若所述小波模平均值满足预设公式，则确定在采集所述第一电流值的时间执行故障启动。

2.根据权利要求1所述的故障启动方法，其特征在于，所述确定每个所述第一电流值对应的电流突变子值，具体包括：

确定每个所述第一电流值的第一检测时刻；

确定在所述第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；

确定每个所述第一电流值在所述第二检测时刻的第二电流值；

确定每个所述第一电流值与所述第二电流值之间的差值为对应于所述第一电流值的所述电流突变子值。

3.根据权利要求1所述的故障启动方法，其特征在于，所述确定对应于所述电流突变子值的突变值，具体包括：

对所述第一周期内预设时长的每个所述电流突变子值进行相模变换；

根据每个所述电流突变子值经所述相模变换后的线模突变子值，确定在所述预设时长内每个所述线模突变子值的绝对值之和；

在所有所述线模突变子值的绝对值之和中确定所述绝对值之和最大的线模突变子值；

确定所述绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

4.根据权利要求1所述的故障启动方法，其特征在于，所述确定与所述突变值对应的小波模平均值，具体包括：

对所述突变值进行二进离散小波变换，确定对应于所述突变值的至少一个尺度的小波系数；

根据所述至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

5.根据权利要求1所述的故障启动方法，其特征在于，

所述小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

6.根据权利要求5所述的故障启动方法，其特征在于，所述若所述小波模平均值满足预设公式，则确定在采集所述第一电流值的时间执行故障启动，具体包括：

在所述第一尺度小波模平均值、所述第二尺度小波模平均值和所述第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集所述第一电流值的时间执行故障启动，

预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为所述第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为所述第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为所述第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在所述第一尺度小波模平均值、所述第二尺度小波模平均值和所述第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

7.一种故障启动系统，其特征在于，包括：

第一电流确定单元，用于在第一周期内以预设间隔采集至少一个第一电流值；

电流突变子值确定单元，用于确定每个所述第一电流值对应的电流突变子值；

突变值确定单元，用于确定对应于所述电流突变子值的突变值；

小波模平均值确定单元，用于确定与所述突变值对应的小波模平均值；

故障启动单元，用于在所述小波模平均值满足预设公式时，确定在采集所述第一电流值的时间执行故障启动。

8.根据权利要求7所述的故障启动系统，其特征在于，所述电流突变子值确定单元，具体包括：

第一时间确定单元，用于确定每个所述第一电流值的第一检测时刻；

第二时间确定单元，用于确定在所述第一检测时刻前第一预设时间的第二检测时刻；

第二电流确定单元，用于确定每个所述第一电流值在所述第二检测时刻的第二电流值；

电流差值确定单元，用于确定每个所述第一电流值与所述第二电流值之间的差值为对应于所述第一电流值的所述电流突变子值。

9.根据权利要求7所述的故障启动系统，其特征在于，所述突变值确定单元，具体包括：

相模变换单元，用于对所述第一周期内预设时长的每个所述电流突变子值进行相模变换；

绝对值和确定单元，用于根据每个所述电流突变子值经所述相模变换后的线模突变子值，确定在所述预设时长内每个所述线模突变子值的绝对值之和；

确定子单元，用于在所有所述线模突变子值的绝对值之和中确定所述绝对值之和最大的线模突变子值，确定所述绝对值之和最大的线模突变子值为突变值。

10.根据权利要求7所述的故障启动系统，其特征在于，所述小波模平均值确定单元，具体包括：

小波系数确定单元，用于对所述突变值进行二进离散小波变换，确定对应于所述突变值的至少一个尺度的小波系数；

小波模平均值确定子单元，用于根据所述至少一个尺度的小波系数，确定小波模平均值。

11.根据权利要求7所述的故障启动系统，其特征在于，

所述小波模平均值包括第一尺度小波模平均值、第二尺度小波模平均值和第三尺度小波模平均值。

12.根据权利要求11所述的故障启动系统，其特征在于，所述故障启动单元，具体包括：

故障启动子单元，用于在所述第一尺度小波模平均值、所述第二尺度小波模平均值和所述第三尺度小波模平均值满足预设公式时，则确定在采集所述第一电流值的时间执行故障启动，

预设公式包括：

其中，Nf(n₀,2¹)表征为所述第一尺度小波模平均值，Nf(n₀,2²)表征为所述第二尺度小波模平均值，Nf(n₀,2³)表征为所述第三尺度小波模平均值，Nf(n₀,2^j)(j＝1,2,3)表征为在所述第一尺度小波模平均值、所述第二尺度小波模平均值和所述第三尺度小波模平均值，ε_j表征为第j尺度噪声门槛。

13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的故障启动方法。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的故障启动方法。

15.一种高压输电线路继电保护系统，其特征在于，包括：权利要求7至12中任一项所述的故障启动系统。