[发明专利]复合电能质量扰动信号识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量分析与监测技术领域，特别涉及一种复合电能质量扰动信号识别方法。

背景技术

现代电力系统的电源类型与特性、电网结构和负荷构成正发生着深刻变化，越来越多的非线性、冲击性和不平衡负荷在电力系统中投入使用，如炼钢电弧炉、电气化铁路、电力电子装置等，导致电网发生诸如电压波动和闪变、谐波、系统频率波动等一系列电能质量扰动问题。然而，自20世纪80年代以来，数字式自动控制技术在工业中得到大规模使用，敏感性用电设备对供电系统的电能质量提出了更高要求。电能质量监测设备监测到的数据量越来越大，从海量的扰动数据中提取扰动特性并完成自动分类识别，对于评估电力系统电压质量显得尤为重要，只有这样才能找到扰动发生原因，然后采取相应措施，排除故障，提高电能质量。

电能质量扰动可以分为稳态电能质量扰动和暂态电能质量扰动。稳态电能质量扰动，如电压闪变、谐波等的研究比较成熟并且已经制定了相关标准。如今，为了实现电网的有效控制和优化能源结构，越来越多的新能源通过电力电子设备接入电网，导致电网暂态电能质量问题日益严重，并造成严重的经济损失。对暂态电能质量扰动的正确识别是暂态电能质量扰动治理和评估的前提，因此，电能质量扰动自动识别方法显得尤为重要。目前的电能质量扰动识别方法基本上针对单一扰动类型，而实际电力系统中，可能同时发生包含两种甚至两种以上单一扰动类型的复合扰动类型。复合电能质量扰动特征提取时由于单一扰动之间相互影响，会造成提取的分类特征混叠与失效，其识别问题比单一扰动识别要复杂得多。同时由于电能质量扰动自动识别系统不但需要识别单一扰动类型，而且需要识别多种复合扰动，这样待识别的扰动类型就很多，现有技术针对单一扰动类型进行识别的技术，不能适应电力网络发展的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有电能质量扰动识别方法的不足，提供一种复合电能质量扰动信号识别方法。

本发明为解决其技术问题，采用的技术方案是，复合电能质量扰动信号识别方法，包括如下步骤：

a、电能质量扰动信号采集

采集电网中电能质量监测点的电能质量扰动信号，并由此得到监测点的扰动电压信号U，作为电能质量扰动信号识别系统的输入；

b、电能质量扰动信号特征提取

采用快速傅里叶变换处理扰动电压信号U，提取傅里叶变换特征量，采用S变换处理扰动电压信号U，提取S变换特征量；

c、电能质量扰动信号分类

构建基于规则基“IF-THEN”形式的分类器软件模块，用提取的傅里叶变换特征量和S变换特征量构成特征向量，将所述特征向量输入所述分类器中，自动识别出电能质量扰动类型。

具体的，步骤a中，采用电压互感器采集电能质量扰动信号。

推荐的，步骤a中，电能质量监测点设置在变电站、重要支路和关键用户接入处。

具体的，步骤b中，提取的傅里叶变换特征量包括f_p、F_z、F_h、f_d、f_q和f_r；提取的S变换特征量包括F_av、F_m、F_b、H_min和S_av。

更具体的，步骤c中，构建基于规则基“IF-THEN”形式的分类器软件模块，将所述特征向量输入到所述分类器中，自动识别出26种电能质量扰动信号。

本发明的有益效果是，具有较强的电能质量扰动分类能力，能从含扰动电压信号中识别出多种单一扰动类型和双重扰动类型。本发明对电能质量扰动信号进行识别时，采用基于规则基“IF-THEN”形式的分类器软件模块，分类器结构简单，易于维护和扩展,识别正确率高。本发明采用FFT变换和S变换相结合的方法，动态测度从基频、中频、高频、基频标准差、频谱极值点对称和变化幅度等各个方面提取扰动信号特征，充分考虑了单一扰动相互影响而造成的特征混叠或失效问题，因此，本发明对单一扰动类型和双重扰动类型的总识别正确率接近90%。

附图说明

图1为本发明特征量提取流程图；

图2为本发明采用的基于规则基“IF-THEN”形式的分类器软件模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。