[发明专利]数字化变电站电能质量故障录波监测装置及监测方法

摘要

本发明涉及数字化变电站电能质量故障录波监测装置及监测方法，包括信号接收单元、报文解析单元、稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元、信息交互单元、电源单元，报文解析单元分别与信号接收单元、稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元相连，信息交互单元分别与稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元相连，信息交互单元与外部进行数据交互，电源单元为各器件供电。本发明在变电站故障监测装置中结合电能质量故障监测以及故障录波专利技术，提供更为全面的故障监测波形，追溯故障根源，为故障决策提供有效依据，同时实现数据的集中管理，电力系统运行数据和故障数据共享、同步以及电力系统整体运行情况和缺陷的综合、联动及因果分析。

主权项

1.一种数字化变电站电能质量故障录波监测方法，采用数字化变电站电能质量故障录波监测装置，监测装置包括信号接收单元、报文解析单元、稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元、信息交互单元、电源单元，其特征在于：报文解析单元分别与信号接收单元、稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元相连，信息交互单元分别与稳态录波单元、电能质量故障录波分析单元相连，信息交互单元与外部进行数据交互，电源单元为各器件供电；信号接收单元接收数字化变电站的合并单元、智能终端和保护装置输出的SV和GOOSE信息以及时间同步装置输出的对时信息，经信号接收单元打上标准时标后给报文解析单元，报文解析后的数据传送给稳态录波单元和电能质量故障录波分析单元；电能质量故障录波分析单元用于对数字化变电站的电能质量和故障录波信号进行综合分析；稳态录波单元用于对所收到的GOOSE和SV信号进行连续录波；信息交互单元是人机交互的关键接口，对电能质量故障录波分析单元的综合数据进行告警及输出，且对应输出告警时稳态录波单元连续录制的GOOSE和SV信号波，信息交互单元同时与管理机和主站系统进行数据交互；其特征在于按以下步骤进行：步骤一：报文解析单元根据数字化变电站全站SCD文件对变电站监测数据进行报文解析和数据分离；步骤二：电能质量故障录波分析单元根据配置需求，分离出故障录波数据源和电能质量数据源；其中故障录波数据源用以稳态录波和暂态录波使用，电能质量数据源用以电能质量指标分析和越限告警使用；步骤三：稳态录波单元收到上述故障录波数据源，进行稳态连续录波文件存储操作，其中，每1分钟形成一个稳态连续录波文件，并生成相应的稳态连续录波文件列表；步骤四：根据上述故障录波数据源，电能质量故障录波分析单元进行开关量变位判断或电压电流突变量判断，当开关量变位或者电压电流突变量超过定值时启动故障录波，并生成相应的暂态录波文件列表，其中开关量变位采用抽点变位方式，正常电力系统开关量变位的分辨率为0.5ms，而录波数据源标准采样间隔为0.25us一个点，因此采用隔2点抽1点的方式进行开关量变位判断；步骤五：根据上述电能质量数据源，电能质量故障录波分析单元进行软件测频操作，并根据测频结果，将收到的等间隔采样数据重新插值为等角度采样数据也就是频率跟踪采样，为了后续更好的进行FFT变换，选择插值后采样点为64点/周波，形成新的采样数据窗；步骤六：根据上述新的采样数据窗，进行电能质量指标计算，电能质量指标包括频率、RMS、相位、谐波、间谐波、各序值、不平衡度、电压波动与闪变和电压骤升骤降短时中断事件；其中RMS根据新的采样数据窗直接做均方根值计算而来；相位和谐波值采用64点的FFT算法而来；间谐波值的计算数据窗为10个新的采样数据窗，通过640点的DFT算法计算，分辨率为5Hz；通过三相正负零序分解计算电压电流的各序值以及不平衡度值；电压波动与闪变选择再次抽点计算，抽点后采样率为8点/周波，因此每隔8个点抽一个点计算，通过IEC 61000‑4‑15中电压波动与闪变计算方法计算相关结果；电压骤升骤降短时中断事件采用IEC 61000‑4‑30 中推荐的使用Urms(1/2)半周波计算，最终根据定值比对结果选择是否启动电能质量稳态录波，并生成电能质量稳态录波列表；步骤七：根据上述稳态连续录波文件列表及暂态录波文件列表及电能质量稳态录波列表进行综合故障监测分析。