[发明专利]基于录波扫描技术的保护大数据故障特征体系构建方法

说明书

本发明公开了一种基于录波扫描技术的保护大数据故障特征体系构建方法，通过解析录波文件，读取所有的采样点的波形数据；计算有效值并判断相邻周波是否有突变，在发生有效值突变的单位内采用前后两单位采样值的斜率突变来判断准确的突变点，确认故障时间；提取录波数据中电压电流波形的局部特征量，利用多维度表征波形上给定数据窗所提取出来的特征信息；以故障时刻为分界点，分别在故障前和故障后扫描波形数据并形成不同时刻的局部特征量，构成完整的故障特征体系。本发明从多个角度和维度挖掘和提取故障特征数据，并根据保护大数据分析平台的需要和大数据理论方法，形成故障特征的体系结构，保证电力系统保护大数据高级应用功能的实现。

技术领域

本发明涉及一种基于录波扫描技术的保护大数据故障特征体系构建方法。

背景技术

采用大数据的理论和方法对电力系统保护数据进行研究和分析，对于提高对电力系统复杂故障的分析、优化控制策略、提供运维水平、提高风险辨识水平等具有重要意义。大数据是近年来受到广泛关注的新概念，通过对大量的、种类很多的和来源复杂的保护数据进行高速地捕捉、发现和分析，并且用经济的方法提取其价值，形成新的技术体系或技术架构，对于保护数据分析来说是一个新的理念和新的技术。保护大数据分析基于原始数据中各种特征信息，并且不同应用采用的故障特征量不同，需要建立一种涵盖所有应用需求的故障特征量体系，以满足大数据分析的需求。

采用大数据的关键技术在于对保护数据的处理，在各种保护数据中，故障录波数据是最重要的数据源，其记录了电力系统发生扰动时的一次和二次系统的高速采样数据，因此也包含了丰富的故障特征信息。电力系统暂态录波数据是典型的非平稳信号，其信号特征在故障后的发展过程中是不断变化的，但是，目前的保护分析一般通过提取特定时刻局部故障特征信息来实现分析功能，其所使用的特征量无法体现整个故障过程的变化规律特性，难以满足保护大数据分析的需要。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于录波扫描技术的保护大数据故障特征体系构建方法，本发明依据电力系统基本理论，通过对录波数据的扫描分析，从多个角度和维度挖掘和提取故障特征数据，并根据保护大数据分析平台的需要和大数据理论方法，形成故障特征的体系结构，保证电力系统保护大数据高级应用功能的实现。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于录波扫描技术的保护大数据故障特征体系构建方法，包括以下步骤：

(1)解析录波文件，读取所有的采样点的波形数据；

(2)计算有效值并判断相邻周波是否有突变，在发生有效值突变的单位内采用前后两单位采样值的斜率突变来判断准确的突变点，确认故障时间；

(3)提取录波数据中电压电流波形的局部特征量，利用多维度表征波形上给定数据窗所提取出来的特征信息；

(4)以故障时刻为分界点，分别在故障前和故障后扫描波形数据并形成不同时刻的局部特征量，构成完整的故障特征体系。

所述步骤(1)中，录波文件采用IEEE Comtrade格式记录，解析保存有数据文件中的通道个数以及通道配置信息的配置文件和保存有模拟量和开关量的采样数据的数据文件。

所述步骤(1)中，解析录波文件具体为读取模拟量和开关量的通道数，确认相应的配置，读取额定频率和采样频率，确认录波开始时间，根据文件的格式，依次读取采样点号、采样时间、所有模拟量及开关量的采样数据，直到所有采样点读取完。

所述步骤(2)中，采用有效值突变检测和采样值斜率突变检测相结合的方法，以周波为单位计算有效值并判断相邻周波是否有突变。

所述步骤(2)中，有效值突变检测按公式(1)定义的判据进行检测：