CN109375048B - 一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法及装置 - Google Patents

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    • G01R31/088Aspects of digital computing

Abstract

本发明公开了一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法,通过先计算输电线路两端的故障录波数据之间的不同步因子,并在在线参数辨识中引入不同步因子,相比于现有技术中直接在不同步的线路两端的故障录波数据的基础上应用在线参数辨识法,考虑进了输电线路两端的故障录波数据不同步的因素,进而消除了该不同步因素对在线参数辨识的准确性的影响,从而能够准确计算得到输电线路的参数,保证电力系统的监控维护工作的正常运行。本发明还公开了一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识装置、设备及计算机可读存储介质,具有上述有益效果。

Description

一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域,特别是涉及一种基于故障录波数据的输 电线路参数辨识方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
输电线路参数是电网基础数据的重要组成部分,其正确与否直接影响到 潮流计算、故障分析、网损计算、继电保护整定计算、短路电流计算、故障 测距以及选择电力系统运行方式的最终结果。如果工作中使用的输电线路参 数不准确,可能给电力系统带来很大的影响,甚至产生重大的电力事故。
电力系统中输电线路的参数可以采用设计值或实测值,由于输电线路的 实际运行工况十分复杂,特别是架空输电线路的地形环境和气象条件,都可 能造成设计值和线路实际参数之间存在较大差异,因此,有关规程规定线路 参数应采用实测值,而将设计值作为线路参数的参考值。然而,线路参数的 实测工作一般都在投运之前进行,线路运行工况的变化或线路老化都可能导 致线路参数发生变化,即线路的真实参数和投运之前的实测值之间也存在差 异。因此,有必要对输电线路的参数进行在线辨识,从而提高电网基础数据 的准确性。
在线参数辨识的数据来源主要来自故障录波器、保护继电器以及布置于 电力系统的同步测量单元PMU。其中,PMU布置率较低,其测量范围尚不能 覆盖较大范围,且电网故障时测量精度差,无法用于辨识线路零序参数;保 护继电器和故障录波器由于配置的广泛性,具备大范围在线参数测量应用的 基础条件,且能够准确测量电网故障数据,可用于辨识线路零序参数。然而, 现有的输电线路参数在线辨识与估计方法主要是在线路两端采样数据同步测 量的基础上提出来的,但是故障录波数据无法满足站端数据同步要求,因此,直接应用现有的在线参数辨识方法无法准确计算线路参数。
如何提高对故障录波数据的在线参数辨识的准确性,以准确计算输电线 路的参数,保证电力系统的监控维护工作的正常运行,是本领域技术人员需 要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法、 装置、设备及计算机可读存储介质,用于提高对故障录波数据的在线参数辨 识的准确性,以准确计算输电线路的参数,保证电力系统的监控维护工作的 正常运行。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于故障录波数据的输电线路参 数辨识方法,包括:
采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端的第二故障录波数 据;
计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步因 子,并将所述不同步因子代入在线参数辨识法,生成参数计算方程;
根据所述参数计算方程解得输电线路参数。
可选地,在所述计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之 间的不同步因子之前,还包括:
将所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预对齐。
可选地,所述将所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预 对齐,具体包括:
将所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预插值处理,以 使所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据具有相同的采样间隔;
检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据以获得所述第一端 的第一故障发生时刻和所述第二端的第二故障发生时刻;
以所述第一故障发生时刻和所述第二故障发生时刻为基准,预对齐所述 第一故障录波数据和所述第二故障录波数据。
可选地,所述计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间 的不同步因子,并将所述不同步因子代入在线参数辨识法,生成参数计算方 程,具体包括:
检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据,判断是否同时检 测到所述第一端的第一重合闸时刻和所述第二端的第二重合闸时刻;
如果是,则利用频域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障 录波数据之间的不同步角,并将所述不同步角代入所述频域分析法,计算得 到所述输电线路参数;
如果否,则利用时域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障 录波数据之间的不同步时间,并将所述不同步时间代入所述时域分析法,计 算得到所述输电线路参数。
可选地,所述利用频域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故 障录波数据之间的不同步角,并将所述不同步角代入所述频域分析法,计算 得到所述输电线路参数,具体包括:
分别截取所述第一故障发生时刻、所述第二故障发生时刻、所述第一重 合闸时刻和所述第二重合闸时刻之前的第一预设窗口内的故障录波数据,采 用傅氏算法计算得到对应的电压相量和电流相量;
采用对称分量法分离得到各所述电压相量和各所述电流相量的正序分量 和零序分量;
基于各所述正序分量计算得到所述不同步角和输电线路的正序参数;
基于各所述零序分量计算得到所述输电线路的零序参数。
可选地,所述利用时域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故 障录波数据之间的不同步时间,并将所述不同步时间代入所述时域分析法, 计算得到所述输电线路参数,具体包括:
分别截取所述第一故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据 和所述第二故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据;
采用瞬时对称分量法分离各所述故障录波数据得到各电压和各电流的正 序分量和零序分量;
基于各所述正序分量计算得到所述不同步时间和输电线路的正序参数;
基于各所述零序分量计算得到所述输电线路的零序参数。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种基于故障录波数据的输电线路 参数辨识装置,包括:
采集单元,用于采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端的 第二故障录波数据;
建模单元,用于计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之 间的不同步因子,并将所述不同步因子代入在线参数辨识法,生成参数计算 方程;
计算单元,用于根据参数计算方程解得输电线路参数。
可选地,还包括:
预对齐单元,用于在所述建模单元计算所述不同步因子之前,将所述第 一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预对齐。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种基于故障录波数据的输电线路 参数辨识设备,包括:
存储器,用于存储指令,所述指令包括上述任意一项所述基于故障录波 数据的输电线路参数辨识方法的步骤;
处理器,用于执行所述指令。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存 储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述 基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法的步骤。
本发明所提供的基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法,通过先计 算输电线路两端的故障录波数据之间的不同步因子,并在在线参数辨识中引 入不同步因子,相比于现有技术中直接在不同步的线路两端的故障录波数据 的基础上应用在线参数辨识法,考虑进了输电线路两端的故障录波数据不同 步的因素,进而消除了该不同步因素对在线参数辨识的准确性的影响,从而 能够准确计算得到输电线路的参数,保证电力系统的监控维护工作的正常运 行。本发明还提供一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识装置、设备及 计算机可读存储介质,具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在 不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的第一种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的第二种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种步骤S20的具体实施方式的流程图;
图4为本发明实施例提供的一种步骤S11的具体实施方式的流程图;
图5为本发明实施例提供的一种输电线路分布参数模型示意图;
图6为本发明实施例提供的一种步骤S41的具体实施方式的流程图;
图7为本发明实施例提供的一种步骤S42的具体实施方式的流程图;
图8为本发明实施例提供的一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识 装置的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的另一种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识装置的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识 设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法、 装置、设备及计算机可读存储介质,用于提高对故障录波数据的在线参数辨 识的准确性,以准确计算输电线路的参数,保证电力系统的监控维护工作的 正常运行。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行 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。
图1为本发明实施例提供的第一种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识方法的流程图。如图1所示,基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法 包括:
S10:采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端的第二故障录 波数据。
S11:计算第一故障录波数据和第二故障录波数据之间的不同步因子,并 将不同步因子代入在线参数辨识法,生成参数计算方程。
S12:根据参数计算方程解得输电线路参数。
近年来,不同类型的故障录波器已在电力系统中得到广泛应用,所记录 的各种故障录波数据为电力系统故障分析及各种保护动作行为的分析和评价 提供了数据来源和依据。然而,故障录波器对输电线路的两端采样存在不同 步问题,这将会对线路参数计算结果产生很大的影响,为此,需要在参数辨 识前先计算输电线路两端的故障录波数据之间的不同步因子。
在进行在线参数辨识时,可利用传统的在线参数辨识法,根据需要计算 的输电线路的参数,生成参数计算方程,解方程得到输电线路参数。
在具体实施中,第一端可以为输电线路的首端,第二端可以为输电线路 的末端。
可选地,在计算得到输电线路参数后,输出输电线路参数。
本发明实施例提供的基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法,通过 先计算输电线路两端的故障录波数据之间的不同步因子,并在在线参数辨识 中引入不同步因子,相比于现有技术中直接在不同步的线路两端的故障录波 数据的基础上应用在线参数辨识法,考虑进了输电线路两端的故障录波数据 不同步的因素,进而消除了该不同步因素对在线参数辨识的准确性的影响, 从而能够准确计算得到输电线路的参数,保证电力系统的监控维护工作的正 常运行。
图2为本发明实施例提供的第二种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识方法的流程图。如图2所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例中, 在步骤S11之前,基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法还包括:
S20:将第一故障录波数据和第二故障录波数据进行预对齐。
为了方便后续计算,在计算第一故障录波数据和第二故障录波数据之间 的不同步因子之前,先将第一故障录波数据和第二故障录波数据进行预对齐, 具体方式可以视后续计算安排而定。
图3为本发明实施例提供的一种步骤S20的具体实施方式的流程图。如 图3所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例中,步骤S20具体包括:
S30:将第一故障录波数据和第二故障录波数据进行预插值处理,以使第 一故障录波数据和第二故障录波数据具有相同的采样间隔。
根据电力行业标准对故障录波器采样速率的规定,为了较真实地记录故 障时的暂态过程,需要录波器在故障发生初期具有较高的采样速率,受存储 空间限制则在故障前和故障后具有较低的采样速率。本发明实施例首先对线 路两端采集的故障录波数据进行插值预处理,使其具有相同的采样间隔。
S31:检测第一故障录波数据和第二故障录波数据以获得第一端的第一故 障发生时刻和第二端的第二故障发生时刻。
具体可以利用小波模极大值法在信号奇异性检测方面的优势从故障录波 数据中检测第一故障发生时刻和第二故障发生时刻。
S32:以第一故障发生时刻和第二故障发生时刻为基准,预对齐第一故障 录波数据和第二故障录波数据。
对输电线路两端的故障录波数据进行预对齐,即固定一端的采样时刻, 通过平移另一端的采样数据使两端的故障发生时刻处于对齐状态。经预对齐 处理后,两端录波数据可在故障发生前后的一个周波内实现误差为一个周波 的同步。
本发明实施例通过在计算输电线路两端的故障录波数据之间的不同步因 子之前,先将两端的故障录波数据进行预对齐,从而方便了后续计算,也进 一步提高了在线参数辨识的准确性。
图4为本发明实施例提供的一种步骤S11的具体实施方式的流程图。如 图4所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例中,步骤S11具体包括:
S40:检测第一故障录波数据和第二故障录波数据,判断是否同时检测到 第一端的第一重合闸时刻和第二端的第二重合闸时刻;如果是,则进入步骤 S41;如果否,则进入步骤S42。
S41:利用频域分析法计算第一故障录波数据和第二故障录波数据之间的 不同步角,并将不同步角代入频域分析法,计算得到输电线路参数。
S42:利用时域分析法计算第一故障录波数据和第二故障录波数据之间的 不同步时间,并将不同步时间代入时域分析法,计算得到输电线路参数。
重合闸时刻指因故障跳闸之后闸门重合的时刻。具体可以利用小波模极 大值法从故障录波数据中检测第一重合闸时刻和第二重合闸时刻。
当在输电线路两端均检测到重合闸时刻时,将故障发生时刻前的稳态数 据和重合闸时刻前的不对称数据作为频域辨识法的输入进行参数辨识;当步 骤S40中输电线路两端至少有一端未检测到重合闸时刻时,将故障发生时刻 后的暂态数据作为时域辨识法的输入进行参数辨识。
频域辨识法具有原理简单和计算速度快的优点,但由于其是建立在线路 稳态模型的基础上,因此,此种方法不适用于故障发生初期的暂态数据;时 域辨识法是建立在线路全频模型的基础上,因此,此种方法既适用于故障前 和故障后的稳态数据,也适用于故障发生初期的暂态数据,但由于采用优化 迭代计算策略使之受参数初值影响,且计算速度慢。为此,在故障录波数据 满足预设条件(即线路两端均检测到重合闸时刻)时,优先选择计算速度快 的频域辨识法,否则,采用计算速度较慢但适用性广的时域辨识法。
图5为本发明实施例提供的一种输电线路分布参数模型示意图。
图6为本发明实施例提供的一种步骤S41的具体实施方式的流程图。如 图6所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例中,步骤S41具体包括:
S60:分别截取第一故障发生时刻、第二故障发生时刻、第一重合闸时刻 和第二重合闸时刻之前的第一预设窗口内的故障录波数据,采用傅氏算法计 算得到对应的电压相量和电流相量。
记第一端为S端,第二端为R端,t1S为第一故障发生时刻,t1R为第二故 障发生时刻,t2S为第一重合闸时刻,t2R为第二重合闸时刻,第一预设窗口为 T1。在实际应用中,T1可以取2~6个工频周波,即40~120ms。
根据故障发生时刻前及重合闸时刻前预设窗口T1内的线路两端电压电流 采样数据,采用傅氏算法得到与之对应的电压电流相量。记故障发生时刻前, 第一端S的电压相量和电流相量分别为
Figure BDA0001744593940000081
Figure BDA0001744593940000082
第二端R的电压相量和电流 相量分别为
Figure BDA0001744593940000083
Figure BDA0001744593940000084
重合闸时刻前,第一端S的电压相量和电流相量分别为
Figure BDA0001744593940000085
Figure BDA0001744593940000086
第二端R的电压相量和电流相量分别为
Figure BDA0001744593940000087
Figure BDA00017445939400000812
S61:采用对称分量法分离得到各电压相量和各电流相量的正序分量和零 序分量。
采用对称分量法从两端电压电流相量中分离出正序分离和零序分量。记 故障发生时刻前,第一端S的电压相量和电流相量的正序分量分别为
Figure BDA0001744593940000088
Figure BDA0001744593940000089
第二端R的电压相量和电流相量的正序分量分别为
Figure BDA00017445939400000810
Figure BDA00017445939400000811
重合闸时 刻前,第一端S的电压相量和电流相量的正序分量分别为
Figure BDA0001744593940000091
Figure BDA0001744593940000092
第二端R 的电压相量和电流相量的正序分量分别为
Figure BDA0001744593940000093
Figure BDA0001744593940000094
重合闸时刻前,第一端的 电压相量和电流相量的零序分量分别为
Figure BDA0001744593940000095
Figure BDA0001744593940000096
第二端的电压相量和电流 相量的零序分量分别为
Figure BDA0001744593940000097
Figure BDA0001744593940000098
基于故障发生时刻前和重合闸时刻前的两端电流电压的正序分量计算输 电线路两端采样数据的不同步角e、正序特性阻抗
Figure BDA0001744593940000099
和正序传播常数γ(1), 进而获取输电线路的正序参数r(1)、l(1)、g(1)和c(1),其中,r、l、g和c分别代 表单位长电阻、电感、电导和电容。
如图5所示的线路分布参数模型,对于频域辨识法,假设输电线路两端 采样数据存在不同步角δ,则输电线路的第一端S、第二端R的电压和电流 的关系可表述为:
Figure BDA00017445939400000910
将式(1)分别应用于故障发生时刻前的稳态时段和重合闸时刻前的故障 时段,则有:
Figure BDA00017445939400000911
Figure BDA00017445939400000912
式中,下标P代表稳态时段,F代表故障时段。由于两个时段内均存在正 序分量,故可首先通过求解方程组(1)、(2)获得不同步角、正序特性阻抗 和正序传播常数;其次,对于故障时段存在的零序分量,可通过求解方程组 (3)获得零序特性阻抗和零序传播常数。
具体求解过程如下:
S62:基于各正序分量计算得到不同步角和输电线路的正序参数。
Figure BDA0001744593940000101
解得
Figure BDA0001744593940000102
其中,L为输电线路的长度,ω为工频角频率。
S63:基于各零序分量计算得到和输电线路的零序参数。
基于重合闸时刻前的线路两端电压电流相量的零序分量,计算零序特性 阻抗
Figure BDA0001744593940000103
和零序传播常数γ(0),进而获取输电线路的零序参数r(0)、l(0)、g(0)和c(0)
Figure BDA0001744593940000104
解得
Figure BDA0001744593940000105
图7为本发明实施例提供的一种步骤S42的具体实施方式的流程图。如 图7所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例中,步骤S42具体包括:
S70:分别截取第一故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据 和第二故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据。
记第二预设窗口为T2。在具体应用中,第二预设窗口T2可以为10~40ms。
S71:采用瞬时对称分量法分离得到各电压和各电流的正序分量和零序分 量。
根据故障发生时刻后第二预设窗口T2内的线路两端电压电流采样数据, 采用瞬时对称分量法从中分离出正序分量和零序分量,记两端电压和电流采 样数据分别为uS(t)、uR(t)和iS(t)、iR(t),两端电压和电流采样数据的正序分量 分别为uS1(t)、uR1(t)和iS1(t)、iR1(t),两端电压和电流采样数据的零序分量分别 为uS0(t)、uR0(t)和iS0(t)、iR0(t)。
如图5所示的线路分布参数模型,对于时域辨识法,在双端采样时钟完 全同步的情况下,输电线路的第一端(始端)S、第二端(终端)R的电压和 电流的关系可表述为:
Figure BDA0001744593940000111
Figure BDA0001744593940000112
其中,
Figure BDA0001744593940000113
Figure BDA0001744593940000114
分别为R端电压和电流采样数据的近似表达,r、l、g、 c为输电线路的单位长电阻、电感、电导和电容,不带括号的上标表示幂次, 带括号的上标表示求导阶数。
假设线路两端采样数据存在不同步时间Δt,则不同步时间应满足
Figure BDA0001744593940000115
最小,即“经不同步时间修正后的实测终端响应”与“由实测 始端响应表达的近似终端响应”之间的误差最小。
具体求解过程如下:
S72:基于各正序分量计算得到不同步时间和输电线路的正序参数。
设定输电线路两端采样数据的不同步时间初始值为0,利用第二端R的 电压和电流采样数据的正序分量与其对应的近似表达构造残差向量:
Figure BDA0001744593940000121
式中,t1,t2,……,tm为第二预设窗口T2内等间隔分布的采样时刻, [uR1(t1+Δt)uR1(t2+Δt) … uR1(tm+Δt) iR1(t1+Δt) iR1(t2+Δt) … iR1(tm+Δt)]T是由 [uR1(t1) uR1(t2) … uR1(tm) iR1(t1) iR1(t2) … iR1(tm)]T经外推插值法所得。
具体可以借助粒子群优化算法,求解最优化问题获得输电线路的正序参 数和不同步时间Δt:
Figure BDA0001744593940000122
其中,Δt0满足-20ms≤Δt0≤20ms。
S73:基于各零序分量计算得到输电线路的零序参数。
设定线路单位长零序电阻、电感、电导和电容初始值为r0、l0、g0和c0, 利用第一端S的电压和电流采样数据的零序分量近似表达第二端R的电压和 电流采样数据的零序分量:
Figure BDA0001744593940000123
Figure BDA0001744593940000131
其中,
Figure BDA0001744593940000132
Figure BDA0001744593940000133
分别为第一端R的电压和电流采样数据的零序分量的 近似表达。
利用第一端R的电压和电流采样数据的零序分量与其对应的近似表达构 造残差向量:
Figure BDA0001744593940000134
[uR0(t1+Δt) uR0(t2+Δt) … uR0(tm+Δt) iR0(t1+Δt) iR0(t2+Δt) … iR0(tm+Δt)]T是 由[uR0(t1) uR0(t2) … uR0(tm) iR0(t1) iR0(t2) … iR0(tm)]T经外推插值法所得,Δt为 式(11)中解得的不同步时间。
具体可以借助粒子群优化算法,求解最优化问题获得输电线路的零序参 数:
Figure BDA0001744593940000135
在上述实施例中,为了方便计算,所有的电路两端电压和电流数据可以 取关联参考方向。
将上述实施例应用在实际情况中,假设输电线路长度100km,电压等级 220kV,故障录波数据对应单相接地瞬时故障工况,线路真实序参数见下表:
Figure BDA0001744593940000141
截取故障发生时刻前和重合闸时刻前40ms的故障录波数据,采用频域辨 识法获得的线路序参数和不同步角见下表:
Figure BDA0001744593940000142
截取故障发生时刻后40ms的故障录波数据,采用时域辨识法获得的线路 序参数和不同步时间见下表:
Figure BDA0001744593940000143
试验结果表明,本方案能够有效辨识输电线路的分布参数,时域辨识法 因受参数初值设定影响,其误差略大于不同步频域辨识法。
上文详述了基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法对应的各个实施 例,在此基础上,本发明还公开了与上述方法对应的基于故障录波数据的输 电线路参数辨识装置。
图8为本发明实施例提供的一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识 装置的结构示意图。如图8所示,基于故障录波数据的输电线路参数辨识装 置包括:
采集单元801,用于采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端 的第二故障录波数据;
建模单元802,用于计算第一故障录波数据和第二故障录波数据之间的不 同步因子,并将不同步因子代入在线参数辨识法,生成参数计算方程;
计算单元803,用于根据参数计算方程解得输电线路参数。
图9为本发明实施例提供的另一种基于故障录波数据的输电线路参数辨 识装置的结构示意图。如图9所示,在上述实施例的基础上,在另一实施例 中,基于故障录波数据的输电线路参数辨识装置还包括:
预对齐单元804,用于在建模单元802计算不同步因子之前,将第一故障 录波数据和第二故障录波数据进行预对齐。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应,因此装置部分的 实施例请参见方法部分的实施例的描述,这里暂不赘述。
图10为本发明实施例提供的一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识 设备的结构示意图。如图10所示,该基于故障录波数据的输电线路参数辨识 设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上处 理器(central processingunits,CPU)910(例如,一个或一个以上处理器)和 存储器920,一个或一个以上存储应用程序933或数据932的存储介质930(例 如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器920和存储介质930可以是 短暂存储或持久存储。存储在存储介质930的程序可以包括一个或一个以上 模块(图示没标出),每个模块可以包括对计算装置中的一系列指令操作。更 进一步地,处理器910可以设置为与存储介质930通信,在基于故障录波数 据的输电线路参数辨识设备900上执行存储介质930中的一系列指令操作。
基于故障录波数据的输电线路参数辨识设备900还可以包括一个或一个 以上电源940,一个或一个以上有线或无线网络接口950,一个或一个以上输 入输出接口990,和/或,一个或一个以上操作系统931,例如Windows ServerTM, Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM等等。
上述图1至图7所描述的基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法中 的步骤由基于故障录波数据的输电线路参数辨识设备基于该图10所示的结构 实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描 述的基于故障录波数据的输电线路参数辨识设备及计算机可读存储介质的具 体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法、装置、 设备及计算机可读存储介质,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述 的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划 分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者 可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示 或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置 或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。作为分离 部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件 可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到 多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现 本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中, 也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模 块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模 块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部 或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储 介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,功能 调用装置,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘 等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方 法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施 例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之 处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而 言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参 见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改 进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅 仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或 者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语 “包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得 包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包 括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设 备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定 的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另 外的相同要素。

Claims (6)

1.一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法,其特征在于,包括:
采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端的第二故障录波数据;
将所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预插值处理,以使所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据具有相同的采样间隔;
检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据以获得所述第一端的第一故障发生时刻和所述第二端的第二故障发生时刻;
以所述第一故障发生时刻和所述第二故障发生时刻为基准,预对齐所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据;
检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据,判断是否同时检测到所述第一端的第一重合闸时刻和所述第二端的第二重合闸时刻;
如果是,则利用频域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步角,并将所述不同步角代入所述频域分析法,计算得到输电线路参数;
如果否,则利用时域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步时间,并将所述不同步时间代入所述时域分析法,计算得到所述输电线路参数。
2.根据权利要求1所述的输电线路参数辨识方法,其特征在于,所述利用频域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步角,并将所述不同步角代入所述频域分析法,计算得到输电线路参数,具体包括:
分别截取所述第一故障发生时刻、所述第二故障发生时刻、所述第一重合闸时刻和所述第二重合闸时刻之前的第一预设窗口内的故障录波数据,采用傅氏算法计算得到对应的电压相量和电流相量;
采用对称分量法分离得到各所述电压相量和各所述电流相量的正序分量和零序分量;
基于各所述正序分量计算得到所述不同步角和输电线路的正序参数;
基于各所述零序分量计算得到所述输电线路的零序参数。
3.根据权利要求1所述的输电线路参数辨识方法,其特征在于,所述利用时域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步时间,并将所述不同步时间代入所述时域分析法,计算得到所述输电线路参数,具体包括:
分别截取所述第一故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据和所述第二故障发生时刻之后的第二预设窗口内的故障录波数据;
采用瞬时对称分量法分离各所述故障录波数据得到各电压和各电流的正序分量和零序分量;
基于各所述正序分量计算得到所述不同步时间和输电线路的正序参数;
基于各所述零序分量计算得到所述输电线路的零序参数。
4.一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识装置,其特征在于,包括:
采集单元,用于采集输电线路的第一端的第一故障录波数据和第二端的第二故障录波数据;
预对齐单元,用于将所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据进行预插值处理,以使所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据具有相同的采样间隔;检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据以获得所述第一端的第一故障发生时刻和所述第二端的第二故障发生时刻;以所述第一故障发生时刻和所述第二故障发生时刻为基准,预对齐所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据
建模单元和计算单元,用于检测所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据,判断是否同时检测到所述第一端的第一重合闸时刻和所述第二端的第二重合闸时刻;如果是,则利用频域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步角,并将所述不同步角代入所述频域分析法,计算得到输电线路参数;如果否,则利用时域分析法计算所述第一故障录波数据和所述第二故障录波数据之间的不同步时间,并将所述不同步时间代入所述时域分析法,计算得到所述输电线路参数。
5.一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储指令,所述指令包括权利要求1至3任意一项所述基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法的步骤;
处理器,用于执行所述指令。
6.一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3任意一项所述基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法的步骤。
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