CN109038471A - 一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，包括数据采集、数据计算以及数据对比，每个工频周期，仅需要采样3个数据点，就可以计算出电压或电流的幅值。相比于FFT算法，采样时间缩短为原来的1/10左右，故障跳闸出口时间能够控制在10ms以内。解决了智能开关控制器保护跳闸出口时间慢的问题。

Description

一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法

技术领域

本发明涉及配电网控制技术领域，尤其涉及一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法。

背景技术

智能开关控制器是安装在配电网上的智能终端设备。当配电网中某条线路发生故障时，智能开关控制器需要根据电网电流幅值，识别故障并跳闸，以切断故障线路。目前广泛应用的电网电流幅值的计算方法是快速傅里叶变换(FFT)算法。

FFT算法需要采集一个工频周期的电压、电流，采样时间为20ms，加上FFT 算法本身的耗时，和跳闸继电器动作时间，故障跳闸出口时间为35ms左右。

这种方法的缺点是：采样时间长，FFT算法复杂，需要大量的卷积计算，增加算法运行时间。这样造成的不良后果是，延长了配电网故障跳闸的时间，容易使故障扩大，不仅影响配电网本身的稳定性，也容易造成人身伤害。

所以，如何提供新的智能开关控制器快速跳闸算法，缩短采样时间，缩短故障跳闸出口时间是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题，对于行业发展具有很大的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，解决了智能开关控制器保护跳闸出口时间慢的问题，具体方案如下：

一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，包括如下步骤，

第一步：采集数据

1-1：以设定的采样频率f_s采集电网电流值，连续采集多个数据z1、 z2…zn；

第二步：按以下算法计算所述采集数据的电流幅值A；

2-1电网电流为正弦波，周期T＝0.02s，采样间隔为t₁＝0， t₂＝Δt，t₃＝2×Δt；

2-2：x轴坐标公式：

2-3：y轴坐标公式：

2-4：将t₁、t₂、t₃带入步骤2-2和步骤2-3的公式，可以获得3个样本点 (x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)；

2-5；点(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)构成一个平面，求该平面的单位法向量(n_x,n_y,n_z)；

2-6；根据下式求解电流幅值A：

第三步：判定启动保护跳闸

3-1：判定根据数据z₁,z₂,z₃计算所得的电流幅值A1，如A1超出预置定值B，则启动保护跳闸，如未超过预置定值B，执行下述步骤；

3-2：针对数据z₂,z₃,z₄继续执行所述第二步中2-1至2-6的的计算方法得出A2，重复步骤3-1的判定方法，如仍未超过预置定值B，则继续对数据 z₃,z₄、z₅计算得出的A3进行判定，依次类推判定An。

具体的，所述设定的采样频率f_s为1600HZ，所述采样间隔Δt＝0.000625s。

具体的，所述连续采集的多个数据为3个，分别为z1，z2，z3。

本发明提供的基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，每个工频周期，仅需要采样3个数据点，就可以计算出电压或电流的幅值。相比于FFT 算法，采样时间缩短为原来的1/10左右，故障跳闸出口时间能够控制在10ms 以内。解决了智能开关控制器保护跳闸出口时间慢的问题。

具体实施方式

下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

有鉴于此，本发明提供了一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，解决了智能开关控制器保护跳闸出口时间慢的问题，具体方案如下：

一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，包括如下步骤，

第一步：采集数据

1-1：以设定的采样频率f_s采集电网电流值，连续采集多个数据z1、 z2…zn；

第二步：按以下算法计算所述采集数据的电流幅值A；

2-1电网电流为正弦波，周期T＝0.02s，采样间隔为t₁＝0，

t₂＝Δt，t₃＝2×Δt；

2-2：x轴坐标公式：

2-3：y轴坐标公式：

2-4：将t₁、t₂、t₃带入步骤2-2和步骤2-3的公式，可以获得3个样本点 (x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)；

2-5；点(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)构成一个平面，求该平面的单位法向量(n_x,n_y,n_z)；

2-6；根据下式求解电流幅值A：

第三步：判定启动保护跳闸

3-1：判定根据数据z₁,z₂,z₃计算所得的电流幅值A1，如A1超出预置定值B，

则启动保护跳闸，如未超过预置定值B，执行下述步骤；

3-2：针对数据z₂,z₃,z₄继续执行所述第二步中2-1至2-6的的计算方法得出A2，重复步骤3-1的判定方法，如仍未超过预置定值B，则继续对数据 z₃,z₄、z₅计算得出的A3进行判定，依次类推判定An。

具体的，所述设定的采样频率f_s为1600HZ，所述采样间隔Δt＝0.000625s。

具体的，所述连续采集的多个数据为3个，分别为z1，z2，z3。

上面对本发明的进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，其特征在于：包括如下步骤，

第一步：采集数据

1-1：以设定的采样频率f_s采集电网电流值，连续采集多个数据z1、z2…zn；

第二步：按以下算法计算所述采集数据的电流幅值A；

2-1电网电流为正弦波，周期T＝0.02s，采样间隔为

t₁＝0，t₂＝Δt，t₃＝2×Δt；

2-2：x轴坐标公式：

2-3：y轴坐标公式：

2-4：将t₁、t₂、t₃带入步骤2-2和步骤2-3的公式，可以获得3个样本点(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)；

2-5；点(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)构成一个平面，求该平面的单位法向量(n_x,n_y,n_z)；

2-6；根据下式求解电流幅值A：

第三步：判定启动保护跳闸

3-1：判定根据数据z₁,z₂,z₃计算所得的电流幅值A1，如A1超出预置定值B，则启动保护跳闸，如未超过预置定值B，执行下述步骤；

3-2：针对数据z₂,z₃,z₄继续执行所述第二步中2-1至2-6的的计算方法得出A2，重复步骤3-1的判定方法，如仍未超过预置定值B，则继续对数据z₃,z₄、z₅计算得出的A3进行判定，依次类推判定An。

2.根据权利要求1所述的基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，其特征在于：所述设定的采样频率fs为1600HZ，所述采样间隔Δt＝0.000625s。

3.根据权利要求2所述的基于曲线拟合的智能开关控制器快速跳闸算法，其特征在于：所述连续采集的多个数据为3个，分别为z1，z2，z3。