【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電能質量監測診斷領域，具體地說，涉及一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法。
技術介紹
1、一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法旨在提高電能質量問題的檢測精度和優化電網故障定位效率，通過時間空間演化模型、多參數融合異常檢測函數、多尺度電磁反向解析模型和動態環境補償模型的綜合應用，控制電網設備運行狀態和電能質量參數，實現精準診斷電能質量問題和及時預警故障發生。
2、現有的電能質量在線監測及自動診斷方法通常難以全面捕捉復雜電磁環境下的多頻率成分和空間分布特征，且由于環境電磁干擾和負載波動變化，會導致諧波失真檢測不準確、故障定位不精確以及電壓波動分析失效的問題，綜合，提供一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，以解決上述
技術介紹
中提出的由于環境電磁干擾和負載波動變化，會導致諧波失真檢測不準確、故障定位不精確以及電壓波動分析失效的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術目的在于提供了一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，包括以下步驟：
3、s1、實時采集并網點處電能質量的電壓、電流、頻率以及空間電磁場分布情況，用于計算電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數，并提取電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位，計算電壓和電流總諧波失真；
4、s2、使用電磁場耦合效應模型，通過求解耦合電磁場方程，分析電壓、電流和諧波在并網
5、s3、基于諧波電壓，使用時間空間演化模型結合電磁場反射系數分析電能質量的動態變化，最后使用異常檢測函數定位電能質量問題的發生時間和位置；
6、s4、構建多尺度電磁反向解析模型，計算小波變換系數，利用多尺度電磁反向解析模型結合動態環境補償模型，并引入電磁場反射系數和頻率偏移構建故障診斷函數，并根據故障診斷函數的結果，確定電能質量故障的發生時間和位置。
7、作為本技術方案的進一步改進，所述s1中，采集并網點處電能質量的電壓v(t)、電流i(t)、頻率以及空間電磁場分布情況，用于計算電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數，具體方法如下：
8、電壓有效值vrms：
9、
10、電流有效值irms：
11、
12、其中，t為交流信號的周期，具體為頻率f的倒數；v(t)為瞬時電壓，表示在時刻t的電壓值；i(t)為瞬時電流，表示在時刻t的電流值；
13、有功功率p：
14、p＝vrmsirmscos(φ)；
15、無功功率q：
16、q＝vrmsirmssin(φ)；
17、視在功率s：
18、s＝vrmsirms；
19、功率因數pf：
20、
21、其中，φ為相位差，表示電壓和電流之間的相位角差。
22、作為本技術方案的進一步改進，所述s1中，提取電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位，計算電壓和電流總諧波失真，具體步驟如下：
23、s1.1、使用快速傅里葉變換，將電壓和電流數據轉換為頻域信號；
24、
25、其中，n為采樣點的總數；x[n]為第n個采樣點的信號值；x[k]為頻率分量k的復數值，包含幅值和相位；
26、s1.2、提取諧波幅值an和相位φn，將諧波幅值轉換為諧波有效幅值，并計算電壓總諧波失真；
27、
28、φn＝arg(x[n])；
29、其中，|x[n]|為頻率分量的模值；arg(x[n])為頻率分量的相位角；
30、第n次諧波有效幅值vn：
31、
32、電壓總諧波失真thdv：
33、
34、其中，vn為第n次諧波有效幅值。
35、作為本技術方案的進一步改進，所述s2中，使用電磁場耦合效應模型，通過求解耦合電磁場方程，分析電壓、電流和諧波在并網點中周圍的電磁場的動態變化，并利用電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位計算不同頻率下的諧波電壓，更新功率質量參數，并分析并網點頻率波動情況：
36、s2.1、使用電磁場耦合效應模型，通過求解耦合電磁場方程，分析電壓、電流和諧波在并網點中周圍的電磁場的動態變化；
37、耦合電磁場方程：
38、
39、其中，e為電場強度；h為磁場強度；為電場強度的旋度；為磁場強度的旋度；μ為磁導率；∈為電導率；j為電流密度；為磁場強度h對時間t的偏導；為電場強度e對時間t的偏導；
40、s2.2、利用電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位計算不同頻率下的諧波電壓vh(t)；
41、
42、其中，an為諧波幅值an；ω0為基頻；φn為相位；
43、s2.3、更新諧波有功功率、諧波無功功率、諧波視在功率和考慮諧波影響的功率因數參數；
44、諧波有功功率ph：
45、
46、諧波無功功率qh：
47、
48、諧波視在功率sh：
49、
50、考慮諧波影響的功率因數pfh：
51、
52、其中，vn為第n次諧波電壓的有效值；in為第n次諧波電流的有效值；φn為第n次諧波電壓和電流之間的相位差；
53、s2.4、計算頻率偏移δf和頻率變化率rocof；
54、δf＝fmeasured-fnominal；
55、
56、其中，δf為頻率偏移；fmeasured為實際測量頻率；fnominal為額定頻率；rocof為頻率變化率；δt為時間間隔。
57、作為本技術方案的進一步改進，所述s3中，基于諧波電壓，使用時間空間演化模型結合電磁場反射系數分析電能質量的動態變化，最后使用異常檢測函數定位電能質量問題的發生時間和位置，具體步驟如下：
58、s3.1、基于諧波電壓，計算時間空間演化模型，分析諧波電壓參數在并網點處的動態變化；
59、s3.2、將諧波電壓分解為入射電壓和反射電壓計算并網點處的電磁場反射系數r(t)；
60、s3.3、設定額定電壓vnominal和采樣時間ts，計算電壓閃變pst，評估電壓波動對電能質量的影響；
61、s3.4、綜合考慮諧波電壓、電磁場反射系數r(t)以及電壓閃變pst，并引入頻率偏移δf的影響，計算異常檢測函數danomaly(t)，用于定位電能質量問題的發生時間和位置。
62、作為本技術方案的進一步改進，所述s3.1中，基于諧波電壓，計算時間空間演化模型，分析諧波電壓參數在并網本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S1中，采集并網點處電能質量的電壓V(t)、電流I(t)、頻率以及空間電磁場分布情況，用于計算電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數，具體方法如下：
3.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S1中，提取電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位，計算電壓和電流總諧波失真，具體步驟如下：
4.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S2中，使用電磁場耦合效應模型，通過求解耦合電磁場方程，分析電壓、電流和諧波在并網點中周圍的電磁場的動態變化，并利用電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位計算不同頻率下的諧波電壓，更新功率質量參數，并分析并網點頻率波動情況：
5.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S3中，基于諧波電壓，使用時間空間演化模型結合電磁場反射系數分析電能質
6.根據權利要求5所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S3.1中，基于諧波電壓，計算時間空間演化模型，分析諧波電壓參數在并網點處的動態變化，具體方法如下：
7.根據權利要求5所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S3.3中設定額定電壓Vnominal和采樣時間Ts，計算電壓閃變Pst，評估電壓波動對電能質量的影響，具體方法如下：
8.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S4中，構建多尺度電磁反向解析模型，計算小波變換系數，利用多尺度電磁反向解析模型結合動態環境補償模型，并引入電磁場反射系數和頻率偏移構建故障診斷函數，具體步驟如下：
9.根據權利要求8所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S4.1中，構建多尺度電磁反向解析模型，計算小波變換系數，具體如下：
10.根據權利要求8所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述S4.3中，基于小波變換系數，引入電磁場反射系數R(t)和頻率偏移Δf(t)，構建并計算故障診斷函數Fdiagonsis(t)，根據故障診斷函數Fdiagonsis(t)的結果，確定電能質量故障的發生時間和位置，具體方法如下：
...【技術特征摘要】
1.一種并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述s1中，采集并網點處電能質量的電壓v(t)、電流i(t)、頻率以及空間電磁場分布情況，用于計算電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率和功率因數，具體方法如下：
3.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述s1中，提取電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位，計算電壓和電流總諧波失真，具體步驟如下：
4.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述s2中，使用電磁場耦合效應模型，通過求解耦合電磁場方程，分析電壓、電流和諧波在并網點中周圍的電磁場的動態變化，并利用電壓和電流波形中各次諧波的幅值和相位計算不同頻率下的諧波電壓，更新功率質量參數，并分析并網點頻率波動情況：
5.根據權利要求1所述的并網點電能質量在線監測及自動診斷方法，其特征在于：所述s3中，基于諧波電壓，使用時間空間演化模型結合電磁場反射系數分析電能質量的動態變化，最后使用異常檢測函數定位電能質量問題的發生時間和位置，具體步驟如下：
6.根據權利要求5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周云蔚，鄧月斌，李海興，
申請(專利權)人：北京瑞達易能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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