CN115372728A - 一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质，其中方法包括：将输电系统进行等效得到等效电路；采用相量算法求解得到等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；采用微分方程法根据等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将第一比对结果和比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。本发明实施例能够有效提高电流互感器工作状态的监测效果。
Description
技术领域
本发明涉及监测技术领域，尤其是涉及一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质。
背景技术
CT(电流互感器)是电力系统中重要的元件，CT的任务是准确测量电网中流过各节点的电流，以给二次侧的测量设备，保护设备，自动控制设备，故障录波设备使用。然而，电网在不同状态下电流值的大小差异很大，CT要承受幅值差异非常大的电流；CT安装在户外，自然环境和电磁环境比较恶劣，对于CT工作可靠性和输出精度有很大影响。此外现场施工过程中还会出现因接线错误导致的 CT极性接反、CT相序接错等情况，上述因素都会导致获得的测量电流值不准确甚至错误，影响二次侧设备运行的可靠性，导致监测后台上传的数据不正常，电能计量错误；故障时，电流大小，方向不正确导致保护装置拒动，误动等一系列问题，对电网运行的安全，可靠造成严重影响。因此，CT工作状态的稳定可靠对电网的安全运行具有重大意义。
根据CT出现的各种问题，可分为以下两种情况：(1)CT自身性能异常：包括CT老化或受潮导致的精度降低，CT内部绝缘强度降低导致的输出特性异常，工作在强电磁环节下输出受干扰。(2)CT外部接线错误：包括CT极性接反，CT相序接错。对于上述CT出现的各种异常状态，现有的电流互感器工作状态监测方法通常采用物理法实现，具体为：从CT表现的物理性能，对其工作状态继续反映，如：溶解气体色谱分析、红外热像监测、SF6气体湿度、硅橡胶外套憎水性能检查。但是电流互感器表现的物理性能无法准确反映其工作状态，现有的电流互感器工作状态监测方法难以准确监测电流互感器的工作状态，导致对电流互感器工作状态监测的效果较差。
发明内容
本发明提供一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质，以解决现有的电流互感器工作状态监测方法难以准确监测电流互感器的工作状态，导致电流互感器工作状态监测效果较差的技术问题。
本发明的实施例提供了一种电流互感器工作状态监测方法，包括：
将输电系统进行等效得到等效电路，其中，所述输电系统包括电流互感器，所述等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，所述电源电压的输入端接地，所述电源电压的输出端通过所述等效电阻与所述等效电感的输入端连接，所述等效电感的输出端接地，所述等效电容连接在所述电源电压和所述等效电阻之间；
采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
进一步的，所述采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数，包括：
采用预设数量的采样点对所述等效电路的电压数据和电流数据进行采样，并在预设数量的采样点中选择第一个工频周期内的多个采样点，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数；
根据线性回归模型对若干组所述线路参数进行一元线性回归处理，得到第一拟合线路参数。
进一步的，所述采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数，包括：
采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，并采用滑动数据窗在获取每一个采样点的相量后将所述采样点向后移动得到一个新的采样点，获取所述新的采样点的电压相量和电流相量，得到所有采样点对应的若干组线路参数。
进一步的，所述线性回归的模型，包括：
y＝ax+b
其中，y为每组线路参数，x为组数，b为常数项。
进一步的，所述采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数，包括：
以所述等效电路的每相邻三个采样点建立一个差分方程，根据所述差分方程建立超定差分方程组；
采用最小二乘法对所述超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数。
进一步的，所述采用最小二乘法对所述超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数，包括：
建立每一个采样点与拟合曲线在所述采样点的最小误差平均和表达式：
其中，(xi,yi)是一对观测量，yi为需要拟合的第二拟合参数，f(xi,ai)为拟合曲线的拟合值；
对所述最小误差平均和表达式进行求偏导得到最小二乘法的正规方程；
a＝(XTX)-1XTY
其中，a为第二拟合线路参数，X为X矩阵，Y为Y矩阵；
根据采样点的电流数据和电压数据计算得到X矩阵和Y矩阵，将所述X矩阵和Y矩阵代入到所述正规方程中计算得到第二拟合线路参数。
进一步的，所述通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果：
若第一比对结果和所述第二比对结果的任一比对结果小于电阻下限值、大于电阻上限值，且电阻参数的方差大于最大波动程度，判断所述电流互感器的工作状态异常；
否则，判断所述电流互感器的工作状态正常。
本发明的一个实施提供了一种电流互感器工作状态监测装置，包括：
线路等效模块，用于将输电系统进行等效得到等效电路，其中，所述输电系统包括电流互感器，所述等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，所述电源电压的输入端接地，所述电源电压的输出端通过所述等效电阻与所述等效电感的输入端连接，所述等效电感的输出端接地，所述等效电容连接在所述电源电压和所述等效电阻之间；
第一拟合模块，用于采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
第二拟合模块，用于采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
工作状态判断模块，用于将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述的电流互感器工作状态监测方法。
本发明实施例能够对电流互感器的工作状态进行在线监测，能够有效提高电流互感器工作状态检测的便捷性，且本发明实施例采用相量法和微分方程法获取多组线路参数，以对电流互感器进行长时间的连续监测，能够在电流互感器出现轻微的性能异常时，准确且及时得到监测结果；本发明实施例可以进一步对电流互感器的多种异常状态进行判断，且不受电网结构和运行方式的影响，从而能够有效提高电流互感器工作状态监测的可靠性；本发明实施例能够依托现有的保护装置或测控装置，通过增加软件算法实现电流互感器的工作状态监测，无需增加专用的硬件设备，不仅能够有效提高适用性性，还能够有效降低设备部署成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电流互感器工作状态监测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的输电系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的等效电路的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的输电线路仿真模型结构示意图；
图5是本发明实施例提供的相量法求取CT正常运行状态的线路电阻的示意图；
图6是本发明实施例提供的相量法求取CT ab相序接线错误的线路电阻的示意图；
图7是本发明实施例提供的相量法求取CT输出叠加干扰的线路电阻的示意图；
图8是本发明实施例提供的相量法求取CT输出精度下降的线路电阻的示意图；
图9是本发明实施例提供的微分方程法求取CT正常运行状态的线路电阻的示意图；
图10是本发明实施例提供的微分方程法取CT ab相序接线错误的线路电阻的示意图；
图11是本发明实施例提供的微分方程法求取CT输出叠加干扰的线路电阻的示意图；
图12是本发明实施例提供的微分方程法求取CT输出精度下降的线路电阻的示意图；
图13是本发明实施例提供的相量法求取CT正常运行状态的线路电阻的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1-12，本发明的实施例提供了图1所示的一种电流互感器工作状态监测方法，包括：
S1、将输电系统进行等效得到等效电路，其中，输电系统包括电流互感器，等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，电源电压的输入端接地，电源电压的输出端通过等效电阻与等效电感的输入端连接，等效电感的输出端接地，等效电容连接在电源电压和等效电阻之间；
本发明实施例适用于图2所示的输电系统中，该输电系统包括电源电压、系统阻抗、电压互感器和电流互感器，其中，电源电压的输出端依次与系统阻抗和电流互感器连接，电压互感器连接在系统阻抗和电流互感器之间。本发明实施例为简化计算，采用集中参数模型的“Γ型”等值电路对系统进行等效，得到图3 所示的等效电路。
请参阅图3，电源为理想的正弦电压源，U为电源电压，C为线路的等效电容， R为线路的等效电阻，L为线路的等效电感。因为电容C参数通常较小，计算误差会较大，因此本发明实施例把电容看作已知量，将线路阻抗参数R和L作为计算对象。
S2、采用相量算法求解得到等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
S3、采用微分方程法根据等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
S4、将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将第一比对结果和比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
在一个实施例中，采用相量算法求解得到等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数，包括：
采用预设数量的采样点对等效电路的电压数据和电流数据进行采样，并在预设数量的采样点中选择第一个工频周期内的多个采样点，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数；
在一个具体的实施方式中，采样频率取2kHz，以3个工频周期的数据为例进行说明，一共使用120个采样点。本发明实施例先取第一个工频周期40个采样点，采用傅里叶算法获取电压相量和电流相量，随后采用滑动数据窗每次后移 1个采样点，得到一组新的相量，共可以获得80组相量，通过每组相量都可以求得一组线路参数，80组相量可以得到分别与其对应的80组线路参数。
根据线性回归模型对若干组线路参数进行一元线性回归处理，得到第一拟合线路参数。
在一个实施例中，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数，包括：
采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，并采用滑动数据窗在获取每一个采样点的相量后将采样点向后移动得到一个新的采样点，获取新的采样点的电压相量和电流相量，得到所有采样点对应的若干组线路参数。
其中，电阻为阻抗的实部，感抗为阻抗的虚部：
Ra＝Re(Za) (2)
Xa＝Im(Za) (3)
本发明实施例计算得到的若干组线路参数为多个离线的线路参数计算值，当电流互感器工作在正常状态下，计算得到的线路参数值会比较稳定，且会分布在实际值的附近，本发明实施例通过线性回归模型对数据进行处理得到拟合线路参数。
在一个实施例中，线性回归的模型，包括：
y＝ax+b
其中，y为每组线路参数，x为组数，b为常数项。
对常数项b进行求解：
其中，
是变量x的平均值，
是变量y的平均值。
在一个实施例中，采用微分方程法根据等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数，包括：
以等效电路的每相邻三个采样点建立一个差分方程，根据差分方程建立超定差分方程组；
将微分方程转换为差分方程的表达式为：
差分方程为：
差分方程组为：
采用最小二乘法对超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数。
在本发明实施例中，采用最小二乘法通过最小化误差的平均和以实现数据的足有化拟合。
在一个实施例中，采用最小二乘法对超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数，包括：
设多元函数为：
其中，
是一组选定好的线性无关的函数，ak是待定系数(k＝1,2,…,m<j)。
建立每一个采样点与拟合曲线在采样点的最小误差平均和表达式：
其中，(xi,yi)是一对观测量，yi为需要拟合的第二拟合参数，f(xi,ai)为拟合曲线的拟合值；
对最小误差平均和表达式进行求偏导得到最小二乘法的正规方程；
a＝(XTX)-1XTY (13)
其中，a为第二拟合线路参数，X为X矩阵，Y为Y矩阵；
在本发明实施例中，若要使f(x)取得最小，f(x)应处于极值点上，即f(x)对各待定参数ai的偏导应该为零。
上述公式(13)中：
求取上述公式中的各个系数aj，实现最小二乘拟合。
根据采样点的电流数据和电压数据计算得到X矩阵和Y矩阵，将X矩阵和Y 矩阵代入到正规方程中计算得到第二拟合线路参数。
本发明实施例分别将电流数据和电压数据的导数设为两个变量，电阻R′、电感L′作为两个待定系数，可以得到最小二乘法的求解格式。即：
本发明实施例将各个采样点的电流数据和电压数据代入得到X矩阵和Y矩阵，根据公式(13)拟合得到线路的电阻和电感。
本发明实施例通过相量法和微分方程法能够获取多组线路参数，从而能够准确反映出线路参数的变化趋势，并基于多组线路参数拟合出拟合线路参数，将拟合线路参数与实际参数进行比对，能够有效提高电流互感器工作状态监测的准确性。
在一个实施例中，通过将第一比对结果和比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果：
若第一比对结果和第二比对结果的任一比对结果小于电阻下限值、大于电阻上限值，且电阻参数的方差大于最大波动程度，判断电流互感器的工作状态异常。
在本发明实施例中，通过以下公式作为电流互感器工作状态异常的判断依据：
a＝R′/R (14)
其中，式中，a为线路参数拟合值(R′)与实际值(R)的比值，用以描述电阻拟合值与实际值的符合程度。amax为电流互感器正常运行下的电阻上限判据，而amin是电流互感器正常运行下的电阻下限判据。σR为计算电阻参数的方差，用以描述电阻的波动情况，σmax是CT正常运行下最大的波动程度。
本发明实施例在第一比对结果和第二比对结果其中一个比对结果满足公式 (14)时，判断电流互感器的工作状态异常，在第一比对结果和第二结果同时不满足公式(14)时判断电流互感器的工作状态正常。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例分别采用相量法和微分方程法获取多组线路参数，从而能够准确反映出线路参数的变化趋势，并基于多组线路参数拟合出拟合线路参数，将拟合线路参数与实际参数进行比对，能够有效提高电流互感器工作状态监测的准确性。
进一步的，本发明实施例采用相量法和微分方程法两种方法分别得到的多组线路参数拟合得到线路参数，通过结合两种方法得到的拟合线路参数判断电流互感器的工作状态，能够在电流互感器出现不同的异常工作状态时，准确判断电流互感器的工作状态为异常，从而能够进一步提高电流互感器工作状态监测的准确性。
本发明的一个实施例为：
第一步：建立计算模型，本发明实施例采用图4所示的输电线路仿真模型，以LGJ-150线路为例，线路全长为100km，线路电压等级为110kV。其中线路电阻为0.21Ω/km，线路电抗为0.40Ω/km，线路电纳为2.85×10-6S/km
对电流互感器的运行状态设置了如下四种情况：(1)CT正常运行状态；(2) CT ab相序接线错误，(3)CT输出受噪声干扰；(4)CT输出精度下降。
第二步：采用相量法计算线路参数电阻值R，对计算结果做线性回归处理，得到线路参数的最终计算值，请参阅图5-8，为本发明实施例采用相量法在CT 不同运行状态下求解线路参数的示意图。
第三步：采用微分方程和最小二乘算法，得到线路电阻参数R的计算结果，请参阅图9-12，为本发明实施例采用微分方程法在CT不同运行状态下求解线路参数的示意图。
第四步：把第二步、第三步的计算结果代入到以下式中，对CT运行状态做出判断：
a＝R′/R
令amin＝0.8，amax＝1.3，选取最大方差σmax＝10。如果得到的仿真结果在阈值以内，则判定电流互感器工作在正常状态下，否则认为电流互感器工作异在异常状态。
结果如下表1示：
表1：判定结果
根据表1得到具体的分析如下：
电流互感器正常工作的时候，两种算法算出的线路参数与实际参数相符，而且波动小。
当ab两相发生接反的情况，电流互感器测得的电流相位会发生120°的变化，此时求得的电阻会偏大，且相位相反，电阻判据的a值为-2.149，小于下限值 amin＝0.8，可以判断电流互感器的工作状态异常。
当电流互感器输出受噪声干扰时，相量法中的傅里叶算法具备良好的高频噪声滤波能力，因此其计算结果受噪声干扰影响较小。但是在微分方程算法中，算得的电阻参数会出现较大的波动，方差达到了33.618，超过方差上限σmax＝10，可以判断电流互感器的工作状态异常。
当电流互感器因各种原因导致输出精度下降时，CT实际输出值与真实值之间会存在偏差，导致求得的电阻参数会小于或大于实际值。通过仿真结果可以看出，两种方法计算得到的电阻值小于实际值，电阻判据的a值为0.667，小于下限值amin＝0.8，可以判断工作状态异常。
本发明实施例能够对电流互感器的工作状态进行在线监测，能够有效提高电流互感器工作状态检测的便捷性，且本发明实施例采用相量法和微分方程法获取多组线路参数，以对电流互感器进行长时间的连续监测，能够在电流互感器出现轻微的性能异常时，准确且及时得到监测结果；本发明实施例可以进一步对电流互感器的多种异常状态进行判断，且不受电网结构和运行方式的影响，从而能够有效提高电流互感器工作状态监测的可靠性；本发明实施例能够依托现有的保护装置或测控装置，通过增加软件算法实现电流互感器的工作状态监测，无需增加专用的硬件设备，不仅能够有效提高适用性性，还能够有效降低设备部署成本。
请参阅图13，基于与上述发明实施例相同的发明构思，本发明的一个实施提供了一种电流互感器工作状态监测装置，包括：
线路等效模块10，用于将输电系统进行等效得到等效电路，其中，输电系统包括电流互感器，等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，电源电压的输入端接地，电源电压的输出端通过等效电阻与等效电感的输入端连接，等效电感的输出端接地，等效电容连接在电源电压和等效电阻之间；
第一拟合模块20，用于采用相量算法求解得到等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
第二拟合模块30，用于采用微分方程法根据等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
工作状态判断模块40，用于将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将第一比对结果和比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
在一个实施例中，第一拟合模块20，具体用于：
采用预设数量的采样点对等效电路的电压数据和电流数据进行采样，并在预设数量的采样点中选择第一个工频周期内的多个采样点，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数；
根据线性回归模型对若干组线路参数进行一元线性回归处理，得到第一拟合线路参数。
在一个实施例中，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数，包括：
采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，并采用滑动数据窗在获取每一个采样点的相量后将采样点向后移动得到一个新的采样点，获取新的采样点的电压相量和电流相量，得到所有采样点对应的若干组线路参数。
在一个实施例中，线性回归的模型，包括：
y＝ax+b
其中，y为每组线路参数，x为组数，b为常数项。
在一个实施例中，第二拟合模块30，具体用于：
以等效电路的每相邻三个采样点建立一个差分方程，根据差分方程建立超定差分方程组；
采用最小二乘法对超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数。
在一个实施例中，采用最小二乘法对超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数，包括：
建立每一个采样点与拟合曲线在采样点的最小误差平均和表达式：
其中，(xi,yi)是一对观测量，yi为需要拟合的第二拟合参数，f(xi,ai)为拟合曲线的拟合值；
对最小误差平均和表达式进行求偏导得到最小二乘法的正规方程；
a＝(XTX)-1XTY
其中，a为第二拟合线路参数，X为X矩阵，Y为Y矩阵；
根据采样点的电流数据和电压数据计算得到X矩阵和Y矩阵，将X矩阵和Y 矩阵代入到正规方程中计算得到第二拟合线路参数。
在一个实施例中，工作状态判断模块40具体用于：
若第一比对结果和第二比对结果的任一比对结果小于电阻下限值、大于电阻上限值，且电阻参数的方差大于最大波动程度，判断电流互感器的工作状态异常。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，计算机程序在运行时控制计算机可读存储介质所在的设备执行如上述的电流互感器工作状态监测方法。
以上是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，包括：
将输电系统进行等效得到等效电路，其中，所述输电系统包括电流互感器，所述等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，所述电源电压的输入端接地，所述电源电压的输出端通过所述等效电阻与所述等效电感的输入端连接，所述等效电感的输出端接地，所述等效电容连接在所述电源电压和所述等效电阻之间；
采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
2.如权利要求1所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数，包括：
采用预设数量的采样点对所述等效电路的电压数据和电流数据进行采样，并在预设数量的采样点中选择第一个工频周期内的多个采样点，采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数；
根据线性回归模型对若干组所述线路参数进行一元线性回归处理，得到第一拟合线路参数。
3.如权利要求2所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，将每一个采样点的电压相量和电流相量作为一组线路参数，得到若干组线路参数，包括：
采用傅里叶算法获得每一个采样点的电压相量和电流相量，并采用滑动数据窗在获取每一个采样点的相量后将所述采样点向后移动得到一个新的采样点，获取所述新的采样点的电压相量和电流相量，得到所有采样点对应的若干组线路参数。
4.如权利要求2所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述线性回归的模型，包括：
y＝ax+b
其中，y为每组线路参数，x为组数，b为常数项。
5.如权利要求1所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数，包括：
以所述等效电路的每相邻三个采样点建立一个差分方程，根据所述差分方程建立超定差分方程组；
采用最小二乘法对所述超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数。
6.如权利要求5所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述采用最小二乘法对所述超定差分方程组求解得到第二拟合线路参数，包括：
建立每一个采样点与拟合曲线在所述采样点的最小误差平均和表达式：
其中，(xi,yi)是一对观测量，yi为需要拟合的第二拟合参数，f(xi,ai)为拟合曲线的拟合值；
对所述最小误差平均和表达式进行求偏导得到最小二乘法的正规方程；
a＝(XTX)-1XTY
其中，a为第二拟合线路参数，X为X矩阵，Y为Y矩阵；
根据采样点的电流数据和电压数据计算得到X矩阵和Y矩阵，将所述X矩阵和Y矩阵代入到所述正规方程中计算得到第二拟合线路参数。
7.如权利要求1所述的电流互感器工作状态监测方法，其特征在于，所述通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果：
若第一比对结果和所述第二比对结果的任一比对结果小于电阻下限值、大于电阻上限值，且电阻参数的方差大于最大波动程度，判断所述电流互感器的工作状态异常；
否则，判断所述电流互感器的工作状态正常。
8.一种电流互感器工作状态监测装置，其特征在于，包括：
线路等效模块，用于将输电系统进行等效得到等效电路，其中，所述输电系统包括电流互感器，所述等效电路包括电源电压、等效电容、等效电阻和等效电感，所述电源电压的输入端接地，所述电源电压的输出端通过所述等效电阻与所述等效电感的输入端连接，所述等效电感的输出端接地，所述等效电容连接在所述电源电压和所述等效电阻之间；
第一拟合模块，用于采用相量算法求解得到所述等效电路的第一线路参数，根据线性回归模型对所述第一线路参数进行线性拟合处理得到第一拟合线路参数；
第二拟合模块，用于采用微分方程法根据所述等效电路的采样点构成微分方程组，采用最小二乘法对所述微分方程组进行求解，得到第二拟合线路参数；
工作状态判断模块，用于将第一拟合线路参数和第二拟合线路参数与实际线路参数的比值分别作为第一比对结果和第二比对结果，通过将所述第一比对结果和所述比对结果与预设阈值范围进行比对，得到电流互感器的工作状态监测结果。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1-7中任一项所述的电流互感器工作状态监测方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210611615.2A CN115372728A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210611615.2A CN115372728A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115372728A true CN115372728A (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84061555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210611615.2A Pending CN115372728A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电流互感器工作状态监测方法、装置及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115372728A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116094169A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-05-09 | 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 | 一种配电网拓扑模型生成方法及终端设备 |
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2022
- 2022-05-31 CN CN202210611615.2A patent/CN115372728A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116094169A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-05-09 | 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 | 一种配电网拓扑模型生成方法及终端设备 |
| CN116094169B (zh) * | 2023-01-28 | 2024-04-12 | 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 | 一种配电网拓扑模型生成方法及终端设备 |
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