【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及故障分析，尤其涉及一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、故障分析
涉及到的是一系列用于檢測、分析和定位電力系統(tǒng)中的故障的方法和設(shè)備。包括電力傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)中的故障檢測，以及對故障類型、位置和可能的原因進(jìn)行精確的診斷。技術(shù)手段通常包括信號處理、數(shù)據(jù)分析和模擬技術(shù)，以及實時監(jiān)控系統(tǒng)，對提高電網(wǎng)的可靠性、安全性和效率具有重要意義，可以快速響應(yīng)和處理電網(wǎng)中的問題，減少停電時間和維護成本。
2、其中，電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)主要用于識別和定位電網(wǎng)中的故障點，通過監(jiān)測電網(wǎng)的電流和電壓變化，分析數(shù)據(jù)從而確定故障的具體位置。用途包括加快故障響應(yīng)時間，優(yōu)化維護操作，減少由于故障導(dǎo)致的電力供應(yīng)中斷時間，從而提高電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和效率，對于現(xiàn)代電力基礎(chǔ)設(shè)施尤為重要，支持更快的故障恢復(fù)和增強的網(wǎng)絡(luò)管理。
3、當(dāng)前技術(shù)主要依賴于傳統(tǒng)的信號處理和數(shù)據(jù)分析方法，在處理復(fù)雜或非線性的故障信號時往往缺乏足夠的靈敏度和精確性，導(dǎo)致故障診斷的延遲和準(zhǔn)確性下降。此外，現(xiàn)有技術(shù)在故障點定位方面往往僅依賴于模擬技術(shù)和理論模型，沒有充分利用現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，這在復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境中可能導(dǎo)致誤判。例如，故障定位的不精確可能引起不必要的維護工作，增加運維成本，且在故障恢復(fù)時耗費更多時間，影響電網(wǎng)的整體效率和可靠性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)及方法。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了如
3、信號捕捉與分析模塊通過adc連續(xù)采集行波信號，測量信號尖峰高度、時間間隔和波形變化，對數(shù)據(jù)進(jìn)行時間戳標(biāo)記和初步分類，識別信號中的關(guān)鍵事件，生成關(guān)鍵形態(tài)特征；
4、動態(tài)追蹤與識別模塊利用所述關(guān)鍵形態(tài)特征，對信號波形進(jìn)行細(xì)節(jié)追蹤，檢測行波信號的每一個瞬時點，分析信號變化點與時間序列的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系分析結(jié)果識別行波變化模式，評估行波信號的異常行為，分析信號波形的變化趨勢，生成動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果；
5、非線性特征分析模塊根據(jù)所述動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果，提取行波信號中的非線性特征值，計算行波信號的非線性動態(tài)指標(biāo)，根據(jù)計算結(jié)果分析故障信號的非線性動態(tài)特性，評估對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，輸出增強偏移信號；
6、故障定位與重構(gòu)模塊基于所述增強偏移信號，反向追蹤行波信號的傳播路徑和時間延遲，分析故障點的可能位置，通過與實際地理數(shù)據(jù)核對，確定故障源的準(zhǔn)確定位，生成電網(wǎng)故障定位結(jié)果。
7、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述關(guān)鍵形態(tài)特征的獲取步驟為：
8、通過adc設(shè)備持續(xù)監(jiān)測行波信號，連續(xù)記錄每個數(shù)據(jù)點的電壓值和對應(yīng)采集時間，生成具有時間標(biāo)記的原始波形數(shù)據(jù)集；
9、基于所述具有時間標(biāo)記的原始波形數(shù)據(jù)集，識別每一個波峰，并記錄對應(yīng)時間戳，對信號進(jìn)行初步分類，得到分類后的波峰特征數(shù)據(jù)集；
10、基于所述分類后的波峰特征數(shù)據(jù)集，采用公式：
11、
12、計算波峰總高度值h，生成關(guān)鍵形態(tài)特征，其中pi表示第i個波峰的高度，ti表示第i個波峰與前一個波峰的時間間隔，n表示波峰的總數(shù)。
13、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述對應(yīng)關(guān)系的分析步驟為：
14、基于所述關(guān)鍵形態(tài)特征，按照時間順序進(jìn)行分段處理，對分段波形數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值范圍篩選，生成具有時間標(biāo)簽的信號波形數(shù)據(jù)集；
15、對所述具有時間標(biāo)簽的信號波形數(shù)據(jù)集，進(jìn)行變化點檢測，采用公式：
16、
17、計算連續(xù)信號點的變化系數(shù)ci，識別每個瞬時變化點，得到瞬時信號變化點集，其中，si和si+1為連續(xù)兩個信號點的值；
18、利用所述瞬時信號變化點集，將變化點按照時間標(biāo)簽依次排列，標(biāo)記每個變化點的時間坐標(biāo)，生成變化點與時間序列對應(yīng)關(guān)系結(jié)果。
19、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果的獲取步驟為：
20、基于所述變化點與時間序列的對應(yīng)關(guān)系結(jié)果，逐點分析時間序列中的變化點，計算連續(xù)變化點之間的時間間隔δti和幅值差異δai，并提取每個變化點的波動幅度和波動方向，歸納連續(xù)點的變化特征，生成行波變化特征集；
21、調(diào)用所述行波變化特征集，通過歸一化方法對波動特征進(jìn)行數(shù)值化評估，采用公式：
22、
23、計算整體波動的異常偏差值d，生成異常行為結(jié)果，其中，δai表示第i個點的波動幅值，為所有波動幅值的平均值，n表示波動點的總數(shù)；
24、基于所述異常行為結(jié)果與所述行波變化特征集，逐段提取異常區(qū)域?qū)?yīng)的時間段與幅值變化特征，分析增減趨勢，并確定整體波形趨勢的偏移方向，生成動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果。
25、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述非線性動態(tài)指標(biāo)的計算步驟為：
26、利用所述動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果，進(jìn)行深度頻譜分析，提取顯著非線性特征的信號分量，生成行波信號非線性特征值序列；
27、基于所述行波信號非線性特征值序列，進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和峰度系數(shù)，表征信號的動態(tài)變化趨勢，生成行波信號統(tǒng)計動態(tài)參數(shù)；
28、綜合所述行波信號非線性特征值序列和所述行波信號統(tǒng)計動態(tài)參數(shù)，采用公式：
29、
30、計算得到行波信號非線性動態(tài)指標(biāo)ndi，其中，fi代表行波信號中第i個非線性特征值，pi代表對應(yīng)的統(tǒng)計動態(tài)參數(shù)，μ代表非線性特征值序列的均值，m表示非線性特征值的總數(shù)。
31、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述增強偏移信號的獲取步驟為：
32、基于所述行波信號非線性動態(tài)指標(biāo)，分析故障信號的非線性動態(tài)特性，識別與當(dāng)前指標(biāo)相匹配的潛在故障模式，定位故障區(qū)域和類型，生成故障信號非線性動態(tài)特性分析結(jié)果；
33、利用所述故障信號非線性動態(tài)特性分析結(jié)果，根據(jù)故障特性的嚴(yán)重程度模擬電網(wǎng)反應(yīng)，評估故障對電網(wǎng)穩(wěn)定性的潛在影響，生成電網(wǎng)穩(wěn)定性影響評估結(jié)果；
34、根據(jù)所述電網(wǎng)穩(wěn)定性影響評估結(jié)果，調(diào)整信號處理參數(shù)，優(yōu)化電網(wǎng)對潛在故障的響應(yīng)能力和容錯性，輸出增強偏移信號。
35、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步方案，所述電網(wǎng)故障定位結(jié)果的獲取步驟為：
36、使用所述增強偏移信號，進(jìn)行反向追蹤，確定行波信號的傳播路徑和時間延遲，通過解析行波信號的速度和波形特征，得到信號傳播路徑數(shù)據(jù)；
37、基于所述信號傳播路徑數(shù)據(jù)，與電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)備位置信息相結(jié)合，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和分析，識別潛在故障點位置，生成故障點候選位置列表；
38、利用所述故障點候選位置列表，與實際地理和設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，通過數(shù)據(jù)對比和分析確定故障源的準(zhǔn)確位置，生成電網(wǎng)故障定位結(jié)果。
39、一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位方法，包括以下步驟：
40、s1：通過adc設(shè)備持續(xù)監(jiān)測行波信號，連續(xù)記錄每個數(shù)據(jù)點的電壓值和對應(yīng)采集時間，識別每一本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)鍵形態(tài)特征的獲取步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述對應(yīng)關(guān)系的分析步驟為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果的獲取步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性動態(tài)指標(biāo)的計算步驟為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述增強偏移信號的獲取步驟為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)故障定位結(jié)果的獲取步驟為：
8.一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述系統(tǒng)執(zhí)行，包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)鍵形態(tài)特征的獲取步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述對應(yīng)關(guān)系的分析步驟為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于行波測距的電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)偏移預(yù)測分析結(jié)果的獲取步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁希亮，王文煥，王威，張奕，張振卿，朱文彬，
申請(專利權(quán))人：江蘇智信眾成電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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