CN111030054A - 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法 - Google Patents

基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111030054A
CN111030054A CN201911139849.6A CN201911139849A CN111030054A CN 111030054 A CN111030054 A CN 111030054A CN 201911139849 A CN201911139849 A CN 201911139849A CN 111030054 A CN111030054 A CN 111030054A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplitude
starting
data
sudden change
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911139849.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111030054B (zh
Inventor
刘志利
石文国
王秀广
邢志超
杜洪斌
曾凡永
季树荣
李华东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Original Assignee
Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd filed Critical Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Priority to CN201911139849.6A priority Critical patent/CN111030054B/zh
Publication of CN111030054A publication Critical patent/CN111030054A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111030054B publication Critical patent/CN111030054B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法，利用两个相邻电流采样点、通过差分算法和平滑算法构造正交采样点，计算得到差分数据和平滑数据；将差分数据和平滑数据采用两点乘积法计算电流幅值，通过两点乘积法快速计算模拟量电流幅值；电流幅值计算完成进行缓存，缓存长度至少三个周期；再通过电流幅值二阶差分进行突变量启动判断，如果连续3个采样时刻都满足突变量启动判据，则突变量启动。本发明能实时反映数据变化，更能保证计算结果的可靠性；能够直接反映当前幅值的变化，为采用幅值进行突变量启动提供了可行性；采用时效性比较高的幅值进行突变量启动判断，在任何故障时刻都能及时稳定的判断出突变量启动。

Description

基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法
技术领域
本发明属于电网运营与维护技术领域，具体涉及一种基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法。
背景技术
随着电力工程技术的深入发展，电网覆盖面积越来越大，超高压、特高压输电工程在我国也迅速发展壮大，相应的对继电保护装置的可靠性和速动性也要求越来越越高。为提高继电保护装置的速动性，对保护算法的研究也就越来越深入，如何在有限的采样数据中获取有效信息则至关重要。
在继电保护应用中，常见的突变量启动是通过电流采样点的突变进行判断，由于电力系统交流电为正弦波，所以故障发生在交流电的不同相位会导致突变量启动判断的时间不同。比如，故障发生在正弦波过零点时，由于当前采样点太小，需要等到采样点较大时才能判断出突变量启动，判断时间比较长；如果故障发生在波峰时，判断时间则比较快。
如果采用幅值进行突变量启动判断，则可以解决采样值突变启动时间不确定的问题，但是常见的傅里叶算法计算幅值，具有较长的延时特性，不符合继电保护速动性的要求，所以我们需要一种快速计算幅值的算法实现幅值突变量启动。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种采用构造两点乘积法进行幅值突变量启动判断的方法。采用幅值进行突变量启动判断解决了常规采样点突变量启动时间不确定的缺陷，幅值采用相邻采样点构造两点乘积法快速计算，实现两个采样点就能准确快速计算出幅值，从而保证继电保护的速动性。在交流量各个相位出现电力系统故障时，都能快速稳定响应启动。本发明所采用的技术方案如下：
基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法，包括以下步骤：
利用两个相邻电流采样点、通过差分算法和平滑算法构造正交采样点，计算得到差分数据和平滑数据；
将差分数据和平滑数据采用两点乘积法计算电流幅值，通过两点乘积法快速计算模拟量电流幅值，电流幅值的变化能够及时反应，基本没有渐变过程和时间延时；
电流幅值计算完成进行缓存，缓存长度至少三个周期；
再通过电流幅值二阶差分进行突变量启动判断，如果连续3个采样时刻都满足突变量启动判据，则突变量启动，这样可以快速、稳定地实现突变量启动，解决常规采样点突变量启动时间不确定的缺陷。
优选的，差分数据的计算公式为：Sc＝(S1-S0)/(2cos(θ/2))，差分数据可以反映幅值变化情况，减少幅值渐变过程延时；平滑数据的计算公式为：Ss＝(S1+S0)/(2sin(θ/2))，平滑数据能有效反映当前数据的实时信息，保证信息的时效性；S0,S1为相邻两个采样点，θ为采样相位间隔。
优选的，采用两点乘积法计算电流幅值的计算公式为：
Figure BDA0002278893510000021
差分采样点超前平滑采样点相位90°，平滑数据和差分数据结合可以巧妙构造出正交采样数据，能够准确计算出电流幅值，并且该幅值能够快速反应电流幅值变化。将差分数据和平滑数据采用两点乘积法计算电流幅值，计算速度快，幅值的变化能够及时反应，基本没有渐变过程和时间延时。
优选的，突变量启动判据为：||f-f1|-|f1-f2||＞Idz；
其中，1个周期前的电流幅值为f1，2个周期前的电流幅值为f2，当前的幅值为f，突变量启动定值为Idz。采用连续3个采样时刻都满足突变量启动判据、则突变量启动的判断方法，可以保证判断结果的准确性。
优选的，采用幅值进行突变量启动判断，可以及时反应在交流量各个相位时刻出现故障的情况，即使在电流0相位出现故障，也能在3ms内实现突变量启动。
本发明的优点或有益效果：
1)采用差分数据和平滑数据构造正交采样点，能够有效的保留当前数据信息，常规两点乘积的正交数据使用当前采样点和半周期前的采样点，不能及时反映幅值变化，且计算精确度较低，而本发明能实时反映数据变化，更能保证计算结果的可靠性。
2)将差分数据和平滑数据采用两点乘积法计算电流幅值，相较于采用傅式算法计算幅值速度更快，傅式计算一般在大于等于半个周期的时间才能较为准确的反映幅值的变化，并且计算的结果有个渐变过程，而该算法能够直接反映当前幅值的变化，为采用幅值进行突变量启动提供了可行性。
3)采样幅值进行突变量启动判断，可以保证判据连续有效；常见的突变量启动都是使用电流采样值作为判据，当故障时刻出现在电流正弦波过零点附近时，由于采样值比较小，不满足突变量启动条件，需要等到采样值较大时才能满足启动，这样会导致突变量启动，时间比较长，相反的当故障时刻在正弦波波峰时，突变量启动就比较快；由此可见采样点突变量启动在不同故障时刻时间也不一样，有时可能导致保护动作反应时间过长；而本发明采用时效性比较高的幅值进行突变量启动判断，在任何故障时刻都能及时稳定的判断出突变量启动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，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属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例逻辑流程框图。
图2是本发明实施例的突变量启动示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例逻辑流程框图。基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法，具体包括如下步骤：
S1、初始化数据：
1.a)获取采样时间间隔t；
1.b)获取工频周期T；
1.c)计算采样相位间隔:θ＝2π×tT；
1.d)定义4个周波幅值缓存区；
1.e)设定突变量启动定值Idz；
S2、获取相邻两点采样数据S0,S1；
S3、构造正交采样点：
构造差分采样点:Sc＝(S1-S0)/(2cos(θ/2))；
构造平滑采样点：Ss＝(S1+S0)/(2sin(θ/2))；
S4、采用两点乘积法计算幅值:
Figure BDA0002278893510000041
将计算的幅值存入幅值缓存区；
S5、突变量启动判断：从缓存中取出一个周期前的电流幅值f1和两个周期前的电流幅值f2；当前的幅值为f，则突变量启动判据为||f-f1|-|f1-f2||＞Idz；
连续3个采样时刻都满足突变量启动判据，则突变量启动。
与采样值突变相比较，本发明更能及时稳定的判断出突变量启动，如图2所示，是本发明实施例的突变量启动示意图。当系统故障出现在正弦波过零点附近时(采样点第49点)，幅值突变在第51点启动，而采样值突变要在第55点启动，此种情况下幅值突变启动要比采样值突变量启动更快速。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用两个相邻电流采样点、通过差分算法和平滑算法构造正交采样点，计算得到差分数据和平滑数据；
将差分数据和平滑数据采用两点乘积法计算电流幅值，通过两点乘积法快速计算模拟量电流幅值；
电流幅值计算完成进行缓存，缓存长度至少三个周期；
再通过电流幅值二阶差分进行突变量启动判断，如果连续3个采样时刻都满足突变量启动判据，则突变量启动。
2.根据权利要求1所述的幅值突变量启动方法，其特征在于，差分数据的计算公式为：Sc＝(S1-S0)/(2cos(θ/2))；平滑数据的计算公式为：Ss＝(S1+S0)/(2sin(θ/2))；
S0,S1为相邻两个采样点，θ为采样相位间隔。
3.根据权利要求2所述的幅值突变量启动方法，其特征在于，采用两点乘积法计算电流幅值的计算公式为：
Figure FDA0002278893500000011
4.根据权利要求3所述的幅值突变量启动方法，其特征在于，突变量启动判据采用幅值进行二阶差分，判据为：||f-f1|-|f1-f2||＞Idz；
其中，1个周期前的电流幅值为f1，2个周期前的电流幅值为f2，当前的幅值为f，突变量启动定值为Idz。
5.根据权利要求1-4任一项所述的幅值突变量启动方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、初始化数据；
S2、获取相邻两点电流采样数据S0,S1；
S3、构造正交采样点：
构造差分采样点:Sc＝(S1-S0)/(2cos(θ/2))；
构造平滑采样点：Ss＝(S1+S0)/(2sin(θ/2))；
S4、采用两点乘积法计算幅值:
Figure FDA0002278893500000012
将计算的幅值存入幅值缓存区；
S5、突变量启动判断：从缓存中取出一个周期前的电流幅值f1和两个周期前的电流幅值f2；当前的幅值为f，则突变量启动判据为||f-f1|-|f1-f2||＞Idz；
连续3个采样时刻都满足突变量启动判据，则突变量启动。
6.根据权利要求5所述的幅值突变量启动方法，其特征在于，步骤S1所述的初始化数据的步骤如下：
1.a)获取采样时间间隔t，；
1.b)获取工频周期T；
1.c)计算采样相位间隔:θ＝2π×t/T；
1.d)定义4个周波幅值缓存区；
1.e)设定突变量启动定值Idz。
CN201911139849.6A 2019-11-19 2019-11-19 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法 Active CN111030054B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911139849.6A CN111030054B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911139849.6A CN111030054B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111030054A true CN111030054A (zh) 2020-04-17
CN111030054B CN111030054B (zh) 2021-11-12

Family

ID=70206112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911139849.6A Active CN111030054B (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111030054B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112260224A (zh) * 2020-08-14 2021-01-22 浙江华云信息科技有限公司 一种适用于保测一体ct的过流保护装置及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004215466A (ja) * 2003-01-09 2004-07-29 Meidensha Corp 同期電動機の位置・速度・電圧振幅のセンサレス計測方法およびセンサレス可変速装置
CN1632997A (zh) * 2005-01-14 2005-06-29 北京四方继保自动化股份有限公司 抗ta暂态不平衡的发电机差动保护
CN201118251Y (zh) * 2007-06-19 2008-09-17 华南理工大学 直驱式永磁同步风力发电机并网与功率调节系统
CN101329374A (zh) * 2008-06-13 2008-12-24 哈尔滨工业大学 一种差分滤波器加全周复小波幅值计算方法
CN101707361A (zh) * 2009-11-19 2010-05-12 四川省电力公司 线路弱馈侧保护自适应启动判别方法
CN102761106A (zh) * 2012-07-10 2012-10-31 清华大学 一种智能变电站集成保护的快速起动及相量计算方法
CN104391224A (zh) * 2014-11-19 2015-03-04 国家电网公司 一种基于瞬时幅值变化的配电网故障数据自同步方法
CN110336258A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 中国电力科学研究院有限公司 一种对端电流突变量助增的直流输电线路双端保护方法和系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004215466A (ja) * 2003-01-09 2004-07-29 Meidensha Corp 同期電動機の位置・速度・電圧振幅のセンサレス計測方法およびセンサレス可変速装置
CN1632997A (zh) * 2005-01-14 2005-06-29 北京四方继保自动化股份有限公司 抗ta暂态不平衡的发电机差动保护
CN201118251Y (zh) * 2007-06-19 2008-09-17 华南理工大学 直驱式永磁同步风力发电机并网与功率调节系统
CN101329374A (zh) * 2008-06-13 2008-12-24 哈尔滨工业大学 一种差分滤波器加全周复小波幅值计算方法
CN101707361A (zh) * 2009-11-19 2010-05-12 四川省电力公司 线路弱馈侧保护自适应启动判别方法
CN102761106A (zh) * 2012-07-10 2012-10-31 清华大学 一种智能变电站集成保护的快速起动及相量计算方法
CN104391224A (zh) * 2014-11-19 2015-03-04 国家电网公司 一种基于瞬时幅值变化的配电网故障数据自同步方法
CN110336258A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 中国电力科学研究院有限公司 一种对端电流突变量助增的直流输电线路双端保护方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
路文梅等: "《变电站综合自动化技术（第二版）》", 31 March 2007 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112260224A (zh) * 2020-08-14 2021-01-22 浙江华云信息科技有限公司 一种适用于保测一体ct的过流保护装置及方法
CN112260224B (zh) * 2020-08-14 2024-01-12 浙江华云信息科技有限公司 一种适用于保测一体ct的过流保护装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111030054B (zh) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6795685B2 (ja) 電力グリッドシステム用強化単独系統管理アプリケーション
CN101577422A (zh) 高压直流输电系统换流器的动态相量建模方法
CN111030054B (zh) 基于构造两点乘积法的幅值突变量启动方法
CN104034412B (zh) 一种基于分数阶全息原理的旋转机械故障特征提取方法
CN105425171A (zh) 一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法
CN102753982B (zh) 次同步谐振检测的方法及系统
CN109870628B (zh) 一种多端柔性直流输电系统故障线路识别方法
CN108023362A (zh) 多回直流换相失败后系统的暂态稳定评价指标的计算方法
CN104166095A (zh) 一种基于双边型直线电机的故障信息融合诊断方法
CN107037341A (zh) 一种故障电弧检测方法
Guo et al. Simple synchronisation technique for three‐phase grid‐connected distributed generation systems
Huang et al. A fault diagnosis algorithm for microgrid three-phase inverter based on trend relationship of adjacent fold lines
CN106324340A (zh) 一种同步相量和频率测量动态性能的方法
CN116068289A (zh) 一种永磁同步电机缺相检测方法及检测装置
CN108063458A (zh) 一种微电网即插即用装置
Na et al. Detecting instant of multiple faults on the transmission line and its types using time–frequency analysis
CN111987750B (zh) 一种发电机安全进相能力裕度的在线监测方法及系统
CN104007408A (zh) 一种pmu动态性能的在线检测方法及装置
Zhang et al. Bearing fault diagnosis method based on angular domain resampling, relative position matrix and transfer learning
CN105137244B (zh) 用于实现电力系统中静态电压稳定监测的方法及系统
CN113866628B (zh) 一种基于电流、电压双相序比对的开关状态分析方法
CN115112983A (zh) 逆变器故障诊断方法及相关设备
CN110794201B (zh) 基于两点乘积法的双ad不一致快速判断方法
Kumar et al. Frequency monitoring of forced oscillation in PMU's data from NASPI
Wei A data-driven cyber-physical detection and defense strategy against data integrity attacks in smart grid systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant