CN115840184B - 一种电压互感器运行误差分析方法、介质及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电气工程技术领域，涉及一种电压互感器运行误差分析方法，包括：S10、采集电容式电压互感器二次侧电压数据构成训练数据集X；S20、计算训练数据集X的不平衡度偏差UX；S30、采集电容式电压互感器二次侧实时电压数据构成监测数据集Y；S40、计算监测数据集Y的不平衡度偏差UY；S50、计算监测数据集Y的组间偏差；S60、对比不平衡度偏差UX与不平衡度偏差UY，确定无误差互感器通道。本发明流程简单、操作便捷，通过不平衡度的约束求解电容式电压互感器的误差，从而实现了实时在线监测电压互感器的误差特性，监测效率与精度高。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，尤其涉及一种电压互感器运行误差分析方法、介质及终端。
背景技术
互感器作为广泛应用的关键电气计量器具，直接关系到电量交易结算的公平公正和电网运行的安全稳定运行。目前使用的电压互感器主要包括电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer，简称CVT）和传统电磁式电压互感器（PotentialTransformer，简称PT），随着电力系统的电压等级不断提高，传统PT面临绝缘难度大、占用面积大等挑战，而CVT通过电容分压降低了绝缘难度和设备体积，减小了设备成本，目前CVT在110kV及以上高压等级应用场景中占有率己经超过90%，相比于传统PT，CVT的结构比较复杂，容易受到周围环境温度、湿度、安装位置、污秽程度的影响，导致CVT误差超差，从而影响电能结算贸易公平。
依据国家计量检定规程，现有的检定误差方式是断电离线检定，对待检定互感器和高精度标准器同时施加相同的电压信号，待检互感器的输出值与标准器的输出值之间的差异即为互感器的静态误差，该方式无法实时反应互感器在实际工况下的误差动态变化过程，且高压输变电线路停电检修较困难。此外，国家标准规定的检修时间为四年，这种一刀切的检修方式没有充分考虑每台互感器的健康状态，检修效率较低。公开号为CN104155627A的专利提供了一种特高压电容式电压互感器的误差特性检测方法，包括步骤1：对电磁式电压互感器进行离线状态下的互感器现场交接检测，依据检测结果校正所述电磁式电压互感器；步骤2：将校正后的电磁式电压互感器作为标准电压互感器，采用误差在线检测装置对电容式电压互感器进行在线状态下的误差检测；电容式电压互感器分别接入三相母线的变压器出线和高抗出线；电磁式电压互感器接入变压器和所述高抗之间的母线上。此专利同样是将一个校正后的电磁式电压互感器作为标准电压互感器，再通过比较待检测的电容式电压互感器与之相比较，最终得出误差结果，此方案同样无法检测实施工况下的互感器误差，检测效率低。
因此，如何提供一种监测效率高、能实时监测电压互感器误差的方法是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电压互感器运行误差分析方法，以解决现有技术中的误差监测方法监测效率低，不能实时监测电压互感器误差的问题；另外本发明还提供了一种电压互感器运行误差分析介质及终端。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种电压互感器运行误差分析方法，包括以下步骤：
S10、采集电容式电压互感器二次侧电压数据构成训练数据集X；
S20、计算所述训练数据集X的不平衡度偏差UX；
S30、采集电容式电压互感器二次侧实时电压数据构成监测数据集Y；
S40、计算所述监测数据集Y的不平衡度偏差UY；
S50、计算所述监测数据集Y的组间偏差；
S60、对比所述不平衡度偏差UX与所述不平衡度偏差UY，确定无误差互感器通道；
S70、结合所述无误差互感器通道求解各通道电容式电压互感器的误差；
所述步骤S70具体为取两组同电压等级互感器并建立方程组，计算判断各通道的误差，方程组简化如下：
，其中，
为互感器误差，
为互感器的三相数据。
进一步的，所述步骤S20的具体步骤如下：
S201、对于同组电容式电压互感器的A、B、C三相信号X A 、X B 、X C ，先得到某一时间窗口内的三相数据x A、x B、x C，再计算这一时间窗口内三相信号的均值
；
S202、计算这一时间窗口内三相信号的不平衡度偏差
、/>
、
；
S203、滑动时间窗口，重复所述步骤S201至S202，计算相应时间窗口内的不平衡度偏差
。其中i为时间窗口序号；
S204、计算所述步骤S203中不平衡度偏差的均值，得到该组三相信号的不平衡度偏差
；
S205、重复所述步骤S201至S204，依次计算每组三相信号的不平衡度偏差UX。
进一步的，所述步骤S30中不平衡度偏差UX的表达式如下：
。
进一步的，所述步骤S40中不平衡度偏差UY的表达式如下：
。
进一步的，所述步骤S50具体为计算同电压等级、同组电容式电压互感器的电压偏差。
进一步的，所述步骤S60的具体为：
取第i组电容式电压互感器，对比训练数据的不平衡度偏差
与监测数据的不平衡偏差/>
；
若
，则第i组电容式电压互感器，B、A通道无误差；
若
，则第i组电容式电压互感器，C、A通道无误差；
若
，则第i组电容式电压互感器，C、B通道无误差；
其中，TH为互感器三相不平衡度偏差变化的阈值。
第二方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法。
第三方面，本发明还提供了一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上所述方法。
本发明提供的电压互感器运行误差分析方法与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
本发明流程简单、操作便捷，通过不平衡度约束求解电压互感器的误差，实现了实时在线监测电压互感器的误差特性，监测效率与精度高，相较于现有技术，实现定周期断电检修到依据互感器误差状态进行检修的重要转变，提高了检修效率，同时在线实时的监测电容式电压互感器的误差特性，实现了电容式电压互感器智能运维。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，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一种电压互感器运行误差分析方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供了一种电压互感器运行误差分析方法，应用于电容式电压互感器的误差定量分析中，电压互感器运行误差分析方法包括以下步骤：
S10、采集电容式电压互感器二次侧电压数据构成训练数据集X；
S20、计算训练数据集X的不平衡度偏差UX；
S30、采集电容式电压互感器二次侧实时电压数据构成监测数据集Y；
S40、计算监测数据集Y的不平衡度偏差UY；
S50、计算监测数据集Y的组间偏差；
S60、对比不平衡度偏差UX与不平衡度偏差UY，确定无误差互感器通道；
S70、结合无误差互感器通道求解各通道电容式电压互感器的误差。
本发明流程简单、操作便捷，通过不平衡度的约束求解电容式电压互感器的误差，从而实现了实时在线监测电压互感器的误差特性，监测效率与精度高。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种电压互感器运行误差分析方法，应用于电容式电压互感器的误差定量分析中，如图1所示，所述电压互感器运行误差分析方法包括以下步骤：
S10、采集电容式电压互感器二次侧电压数据构成训练数据集X；
S20、计算训练数据集X的不平衡度偏差UX；
进一步的，本实施例中，步骤S20的具体步骤如下：
S201、对于同组电容式电压互感器的A、B、C三相信号X A 、X B 、X C ，取合适的时间窗口，得到时间窗口内的的三相数据x A、x B、x C，再计算时间窗口内三相信号的均值
；
S202、在现场应用场景下，由于负载、频率等影响，导致三相信号有存在不平衡度偏差，计算时间窗口内三相信号的不平衡度偏差
、
、/>
；
S203、滑动时间窗口，重复步骤S201至S202，计算相应时间窗口内的不平衡度偏差
。其中/>
为时间窗口序号；
S204、计算步骤S203中不平衡度偏差的均值，得到该组三相信号的不平衡度偏差
；
S205、重复步骤S201至S204，依次计算每组三相信号的不平衡度偏差UX。
进一步的，不平衡度偏差UX的表达式为：
。
S30、采集电容式电压互感器二次侧实时电压数据构成监测数据集Y；
S40、计算监测数据集Y的不平衡度偏差UY；
进一步的，不平衡度偏差UY的表达式为：
。
S50、计算监测数据集Y的组间偏差；
进一步的，本实施例中，步骤S50具体为计算同电压等级、同组电容式电压互感器的电压偏差。
具体地，设两组110千伏电容式电压互感器的三相数据依次为Y A1 、Y B1 、Y C1 、Y A2 、Y B2 、Y C2 ，其误差依次为e A1 、e B1 、e C1 、e A2 、e B2 、e C2 ，则有：
，
其中，Y A 、Y B 、Y C 为不带误差的理想数据，为未知量，将同向电压数据相减得：
，分析知，/>
，即A相互感器的理想值近似于A相的均值/>
，其对互感器误差计算的影响小于十万分之一，因此上式可简化为/>
，同理可得：
，上式无法直接求解互感器误差
，本发明实施例中利用不平等偏差约束辅助求解。
S60、对比不平衡度偏差UX与不平衡度偏差UY，确定无误差互感器通道。当互感器误差没有发生改变时，其不平衡度偏差均值的变化量较小，通过设定变化量阈值，当监测数据的不平衡度偏差与训练数据的不平衡度偏差改变量大于设定的阈值时，互感器误差发生的改变。
进一步的，本实施例中，步骤S60的具体步骤如下：
S601、取第i组电容式电压互感器，比对训练数据的不平衡度偏差
与监测数据的不平衡偏差/>
。
若：
，则第i组电容式电压互感器，B、A通道无误差；
若：
，则第i组电容式电压互感器，C、A通道无误差；
若：
，则第i组电容式电压互感器，C、B通道无误差；
其中TH为互感器三相不平衡度偏差变化的阈值，取万分之三。
S602、对于每组电容式电压互感器，按照步骤S61，确定无误差的互感器。
S70、结合步骤S60判断的无误差互感器通道，求解步骤S501建立的方程组，得到各通道电容式电压互感器的误差。
进一步的，本实施例中，步骤S70的具体步骤如下：
取2组同电压等级互感器，计算其误差，2组互感器共6个通道，即有6个未知量，方程组可简化如下：
，
其中，6个通道的误差，共3个方程，因此需要补充3个方程，才能求解计算，即至少有3个通道的误差为0，在实际应用中，互感器发生超差的概率较小，由于超差通道数量超过50%的情形几乎不可能，因此本发明实施例中仅讨论超差通道数小于50%的情形。各通道的误差存在以下几种情况：
a.一个通道有误差，若：
，则有
。
b.两个通道有误差（同组三相信号中的两个通道），若：
，则有
。
c.两个通道有误差（同相），若：
，则有
。
d.三个通道有误差（同组三相信号），若：
，则有
。
e.三个通道有误差，若：
，则有
。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本实施例中的任一项方法。
本发明实施例还提供了一种电子终端，包括：处理器及存储器；存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行本实施例中任一项方法。
本实施例中的计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例提供的电子终端，包括处理器、存储器、收发器和通信接口，存储器和通信接口与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使电子终端执行如上方法的各个步骤。
上述实施例中所述的电压互感器运行误差分析方法，流程简单、操作便捷，通过不平衡度约束求解电压互感器的误差，实现了实时在线监测电压互感器的误差特性，监测效率与精度高，相较于现有技术，实现定周期断电检修到依据互感器误差状态进行检修的重要转变，提高了检修效率，同时在线实时的监测电容式电压互感器的误差特性，实现了电容式电压互感器智能运维。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电压互感器运行误差分析方法，其特征在于，包括：
S10、采集电容式电压互感器二次侧电压数据构成训练数据集X；
S20、计算所述训练数据集X的不平衡度偏差UX；
所述步骤S20中不平衡度偏差UX的表达式如下：
所述步骤S20的具体步骤如下：
S201、对于同组电容式电压互感器的A、B、C三相信号X A 、X B 、X C ，先得到某一时间窗口内的三相数据x A、x B、x C，再计算这一时间窗口内三相信号的均值
；
S202、计算这一时间窗口内三相信号的不平衡度偏差
、
、/>
；
S203、滑动时间窗口，重复所述步骤S201至S202，计算相应时间窗口内的不平衡度偏差
，其中i为时间窗口序号；
S204、计算所述步骤S203中不平衡度偏差的均值，得到该组三相信号的不平衡度偏差U BA 、U CA 、U CB ；
S205、重复所述步骤S201至S204，依次计算每组三相信号的不平衡度偏差UX；
S30、采集电容式电压互感器二次侧实时电压数据构成监测数据集Y；
S40、计算所述监测数据集Y的不平衡度偏差UY；
所述步骤S40中不平衡度偏差UY的表达式如下：
S50、计算所述监测数据集Y的组间偏差；
S60、对比所述不平衡度偏差UX与所述不平衡度偏差UY，确定无误差互感器通道；
所述步骤S60具体为：
取第i组电容式电压互感器，对比训练数据的不平衡度偏差
与监测数据的不平衡偏差/>
；
若
，则第i组电容式电压互感器，B、A通道无误差；
若
，则第i组电容式电压互感器，C、A通道无误差；
若
，则第i组电容式电压互感器，C、B通道无误差；
其中，TH为互感器三相不平衡度偏差变化的阈值；
S70、结合所述无误差互感器通道求解各通道电容式电压互感器的误差；
所述步骤S70具体为取两组同电压等级互感器并建立方程组，计算判断各通道的误差，方程组简化如下：
其中，
为互感器误差， Y A1 、Y B1 、Y C1 、Y A2 、Y B2 、Y C2 为互感器的三相数据，E(Y A1 +Y A2 )为A相互感器的均值，E(Y B1 +Y B2 )为B相互感器的均值，E(Y C1 +Y C2 )为C相互感器的均值。
2.根据权利要求1所述的一种电压互感器运行误差分析方法，其特征在于，所述步骤S50具体为计算同电压等级、同组电容式电压互感器的电压偏差。
3.根据权利要求2所述的一种电压互感器运行误差分析方法，其特征在于，阈值TH取万分之三。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法。
5.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至3任一项所述方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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