[发明专利]一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法

说明书

本发明涉及电网的监测及维护技术，具体是一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法。本方法以μPMU测量的电气量数据为基础，可以快速、准确的完成μPMU监测区域内部是否发生故障的识别和故障类型的识别，为故障检修与排除提供便利，对以μPMU为基础的WAMS的功能延伸提供了重要的技术保障。

技术领域

本发明涉及电网的监测及维护技术，具体是一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法。

背景技术

近年来，微型同步相量测量(μPMU)技术在电力系统中的应用得到快速发展，在配电网故障定位领域也多有研究。μPMU利用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)提供同步时钟信号，给同步相量打上时间标签，为电网监测系统提供了高精度、带时标的电压电流同步相量。

随着现代电力系统规模日益扩大，配电线路故障对社会经济和人民生活造成的危害更加严重。快速、准确的故障定位是快速恢复电网供电的前提，而对发生故障的辨识又是快速、准确故障定位的前提，是故障分析的一个重要部分。配电网故障发生时，电气量发生突变，电气量信息作为最根本的故障表征，要比开关量信息更为可靠精确。随着计算机技术和通信技术的飞速发展，以μPMU为基础的WAMS(电力系统同步量测系统广域量测系统)将在广域性、同步性、实时性等方面都有长足的进步，基于WAMS对电气量优良的同步实时监测传输特性，μPMU量测数据也能更加准确的反映电网故障的性质，因此，开发一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法是必要的。

发明内容

本发明的目的是提出一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法，本方法以μPMU测量的电气量数据为基础，可以快速、准确的完成μPMU监测区域内部是否发生故障的识别和故障类型的识别，为故障检修与排除提供便利，对以μPMU为基础的WAMS的功能延伸提供了重要的技术保障。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种结合μPMU量测数据的电网故障辨识方法，包括以下步骤：

步骤S1：在配电网每个子区域的每个边界母线上分别设置一个监测节点，每个监测节点对应设置一个μPMU，用以测量该监测节点的电压相量和流进该子区域的电流相量，并获得对应时间的阻抗；

步骤S2：设定S1为正常运行时所观测阻抗，S2为故障后所观测阻抗，变量s^r＝S1/S2，并设定变量s^r处于正常状态的阈值为当三相中任一相的时，则该监测节点所监测的配电网子区域存在可能发生故障的条件；

对于被监测子区域，由于其存在多个边界，当其所有边界的监测节点均监测到可能发生故障的条件时，则判定该被监测子区域发生了故障；

步骤S3：在确定被监测子区域发生故障后，在μPMU的故障暂态录波数据中调出故障发生后1/4个周期的三相电流I_A、I_B、I_C，并通过三相电流相加得到零序电流I₀；

步骤S4：通过小波变换，对调出的I_A、I_B、I_C和I₀四种电流数据应用db4小波的小波基进行8层分解，获得高频细节信号系数d₁(k)～d₈(k)；

步骤S5：将四种电流的小波能量作为故障的特征，按照下式分别求取四种电流I_A、I_B、I_C、I₀各自对应的高频能量值E_A、E_B、E_C、E₀：