Data Processing of Fault Recorder in Power System

This article studies the fault recorder in power system and introduces the Comtrade format. Andituses C++ programming to read recorded fault data and adopts Fourier analysis and symmetrical component method to filter and extract fundamental waves. Finally the effectiveness of the data processing method introduced in this paper is verified by CAAP software.

基于一二次融合设备的配电网含分支线路参数计算方法

精确的线路参数是实现配电网安全经济可靠运行的基础。由于配电网的结构特点,难以获得准确的配电网线路参数。基于一二次融合设备的录波数据,提出了1种新的配电网线路参数计算方法。该方法能够精确计算配电线路的正序、负序和零序参数,包括电容参数。该方法能够适用于配电网点多面广、分支众多的实际情况,也能用于含分布式新能源的配电网,计算精度不受故障类型和负荷变化的影响。仿真结果表明,其计算结果和精度能够满足电力系统继电保护和电网运行的要求。

基于阀电流实时计算的故障录波分析方法

针对当前缺乏通过录波数据实时分析换流阀运行状况的问题,提出了一种基于阀电流实时计算的故障录波分析方法。首先,分析了录波数据中的触发脉冲编码方法,并根据触发脉冲编码和换流阀外部交直流电流实时计算阀状态;其次,提出了利用故障录波实时计算得到的阀状态检测换相失败及其恢复的方法;最后,基于某实际直流工程录波数据得到的阀状态实时计算结果和换相失败检测结果,验证了所提方法的有效性。计算结果表明,所提方法可为直流系统的故障诊断和今后控制保护的优化提供基础。

基于密文属性加密的发变组故障录波数据访问控制方法研究

新型电力系统发电机-变压器组(新型发变组)发生故障时,由于其包含多个方面的数据,造成数据量较大,为减少访问控制的存储开销,基于密文属性加密提出了新型发变组故障录波数据访问控制方法。对数据存储空间密文进行去重处理,计算数据明文哈希值,在扩展位下对向量进行加密处理,实现密文的重复检验。分类处理新型发变组故障录波数据,设置新型发变组故障录波数据访问权限,在文件发布与数据访问之间完成数据的加密与解密,同时设置密钥签名以及验证机制,基于密文属性设计数据访问控制算法。通过实验数据可知,密文属性加密方法分类处理得到故障录波数据的累计贡献率为87.2%,且存储开销较小,证明了所提方法的优越性。

基于SCADA告警数据的电网故障类型判断方法

为了提高电网故障诊断效果,提出基于SCADA告警数据的电网故障类型判断方法。构建引入动量项、自适应学习率的改进小波神经网络故障识别模型,采用提升小波对元器件两端线路数正序信号进行分裂、预估、调整等过程分解,获取不同尺度正序信号输入神经网络,输出结果即为细化的电网故障类型。实验结果表明,分解尺度为3时,故障录波信号均方误差最小,小波神经网络性能更稳定。该方法根据相间两相电流突变量情况判断故障类型及故障相,可精准判断电网故障类型及故障原因。

换流站交流滤波器电容器组不平衡保护故障分析

交流滤波器的运行工况直接影响直流输电系统的稳定运行。针对某换流站交流滤波器发生不平衡保护动作导致开关跳闸事故,结合交流滤波器实际运行经验及故障录波数据,对交流滤波器异常情况进行了分析,基于现场解体试验,查明具体故障位置存在于电容器单体的单一串联段内,故障由电容器元件击穿引起。针对电容器故障的具体原因,提出了有效的解决措施。

基于小波神经网络和故障录波数据的电网故障类型识别

电力系统发生大面积复杂故障后,调度人员仅仅依靠来自数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统的保护和开关接点的变位信息难以做出准确的判断,来自故障录波装置记录的模拟量信息越来越成为故障诊断和系统恢复的重要依据。为了进一步提高超高压输电线路故障类型识别率和计算速度,文中利用提升小波和PNN网络构造了新的小波神经网络故障识别模型,应用bior3．1提升小波对故障电流进行分解,将分解到的 (0,375)Hz频率段的小波系数输入到PNN神经网络。通过 ATP仿真及华东电网实际故障录波数据的测试和比较结果表明:该模型具有很高的识别率和收敛速度,并有望将该模型应用到电网故障诊断系统。

风电系统故障特征分析

故障特征分析是继电保护研究的基础,文中旨在通过风电机组的受控特性并结合电力电子器件的特点,揭示风电电源对电网故障响应的电气量特征,为现阶段研究含风电系统的继电保护奠定基础。文中首先从风电机组的结构出发,分析了影响风电电源故障特征的因素;然后通过对风电机组受控特性分析,并结合单台风电机组低电压穿越测试数据,给出风电电源受控下的故障特征;最后通过风电场电磁暂态仿真模型下的故障数据和现场故障录波数据,验证了所给出的一般故障特征。研究结果表明,风电电源在控制作用下和在电力电子自身特点限制下,具有弱馈、谐波、频率偏移和电源阻抗不稳定等特征。

故障录波信息和D_S证据理论用于电网故障诊断

当电网发生故障时,传统的故障诊断方法仅仅利用了开关量信息而没有充分利用故障录波信息,而故障录波信息在准确性、完备性和容错性等方面有开关量信息无法比拟的优势。为了充分利用故障录波信息进行电网故障诊断,通过小波变换对发生故障前后电流波形进行分析,采用小波奇异度和小波故障度分别表征电网元件的故障概率,但是由于故障的不确定性和复杂性,这两种故障表征方法都不能独自准确地诊断故障元件,因此提出采用D-S证据理论对多种故障表征方法进行信息融合,能够准确诊断故障线路。基于PSCAD仿真实例证明,该方法能提高对故障诊断结果的支持度及故障诊断的准确性,在电网故障诊断中有良好的应用前景。

电力故障录波数据综合处理系统

电力故障录波数据是电力系统故障分析和保护动作判断的重要依据。针对目前故障数据分析和重现中存在的问题,提出了一种电力故障录波数据综合处理系统方案,通过集中远传和格式转换,实现在同一平台中接收不同型号录波器的各类故障数据,进行统一的管理和分析,并对数据处理、继电保护动作判断和双端测距等分析功能进行了原理上的改进。利用硬件和软件2种方式实现故障波形再现,既保留了两者的各自优势,又能互相补充验证。该系统已投入实际应用,证明了其可行性和有效性。

基于故障录波时序信息的电网故障诊断

为克服基于开关量的传统故障诊断方法的不足,提出了一种基于故障录波时序信息的高压输电线路故障诊断方法。采用动作时区划分的方法并在边界处引入模糊化,用模糊Petri网针对输电线的运行状态构建了故障诊断模型,结合小波技术提取录波信息中的故障特征量以得到Petri网的点火序列,经过矩阵运算得到故障诊断结果并可以对保护、断路器动作行为进行评价,最后形成故障简报上传主站。通过上海220kV子网故障诊断仿真,验证了该方法的有效性。

GPS同步暂态录波仪的研制

介绍了能同步记录并分析电力系统各种扰动变化过程的 GPS同步暂态录波仪及其软件系统。介绍了基于暂态录波仪的输电网故障行波定位系统。该仪器性能可靠。

电力系统故障录波数据压缩与重构小波基选择

电力系统高压或超高压电网故障录波数据压缩与重构工具的选择,到目前为止还没有一个统一的模型和评价标准。详细分析了现有故障录波数据压缩与重构算法的优缺点,研究和阐述了各主要小波基的性能、特点,针对高压、超高压电网故障诊断、故障录波数据压缩与重构的实际需求,提出了将故障录波数据压缩比、信号重构的失真率、故障时刻定位误差率以及计算时间作为综合评价故障录波数据压缩与重构工具选择的依据。通过理论分析和大量ATP仿真以及华东电网实际故障录波数据验证分析表明,双正交提升小波对故障录波信号压缩与重构具有明显的优越性,并成功地将双正交提升小波应用到某电力公司故障诊断系统。

故障录波器后台分析软件关键问题研究

对故障录波装置中录波分析软件设计中的难点和关键技术进行了研究。根据电力故障录波波形分析、显示的特点和要求,提出统一考虑波形缩放的波形显示曲线纵坐标的计算方法。采用计算机双缓存绘图方法,解决了传统Windows绘图闪烁问题,改善了显示效果。针对IECCOMTRADE格式录波文件分时段多频率采样的特点,提出基于离散傅里叶变换的双采样速率波形参数估计算法,实现了波形参数的跨时段计算。采用VisualC++6.0设计的电力故障录波分析系统人机界面友好,性能优良,已应用于工程实践。

基于工频量的双端故障测距软件的实用化改进

基于工频量的双端测距常因输入数据格式偏差、故障后实际波形的瞬态畸变及算法本身的鲁棒性问题,造成在工程实用中测距失败或误差过大。针对工频量双端测距误差的来源和实际故障录波数据的特征,研究了在录波数据预处理、线路模型和降低测距算法误差等方面进行实用化改进的措施和流程。总结了COMMTRADE格式的配置文件和数据文件在采样点序号、相别标识以及数字量占位数等方面的差异。提出了通过录波数据中故障起始时刻和终止时刻判别进行计算数据窗自适应截取的算法流程,降低故障后瞬态畸变对工频电压、电流计算的影响,并阐述了利用故障前的电气约束进行双端录波数据同步的处理流程。在测距算法中引入线路集中参数修正模型和测距模糊区处理方法,有效提高了双端故障测距精度。通过广东电网一次典型的实际故障测距结果验证了措施的实用性和有效性。

超高压电网故障录波数据自适应压缩新方法

综合分析了超高压电网变电站故障录波数据快速压缩传输的必要性,以及现有故障录波数据压缩传输算法的优缺点。提出了基于信号奇异性检测原理的自适应小波去噪压缩算法,详细分析了各尺度上小波系数奇异点的匹配搜索过程和最大尺度层数自适应阈值选取方法;通过故障录波信号频率与采样率的关系,确定出最大小波分解层数,然后在该分解层数上进行噪声白化检验,并对某一个信号奇异点进行奇异性指数计算,以确定出小波最优分解层数。最后通过大量真实故障录波数据编程仿真,验证了该压缩算法的高效性。

发变组监录与分析系统的开发

介绍了发电机变压器组 (以下简称发变组 )监录与分析系统所采用的数据记录方式、分析软件的重要功能和设计特点。数据采用一种瞬时值记录和实虚部记录相结合的数据记录格式 ,数据文件以二进制形式保存 ,不仅提高了记录信息的完整性 ,而且减少了记录数据量 ,有利于数据的存储和通信传输。分析软件功能丰富 ,适应性强 ,操作使用方便 ,除提供了常规分析功能外 ,特别针对发变组提供了功角分析、机端阻抗分析、差流分析。

基于LabVIEW的电能质量综合监测及故障录波系统

结合虚拟仪器技术和数据库管理技术,开发了基于LabVIEW的电能质量综合监测及故障录波系统。阐述了硬件构成方案和软件编程方法,并指出了该系统实现的关键技术措施。通过软硬件结合,借助于数据采集卡,实时采集电网电压并检测,适用于三相的电能质量在线检测,实现了长期自动运行、实时测量分析、历史数据管理、故障录波等功能。与传统分析仪器相比,不仅具有开发周期短、操作简单、处理能力强、扩展灵活等优点,而且可在采集速度、采集精度、记录容量等方面满足现在电网研究的需要。

基于小波包分析的录波数据压缩原理

本着对数据采样率、压缩率要求较高的原则,提出了将最优小波包基变换应用到故障行波数据的压缩上。对故障暂态信号采用更高频率进行采样,利用小波可变时频窗及检验信号奇异性的优点进行信号分解,在此基础上,利用小波包最优基对高频段即细节部分再分解而获得局部最优信息的优点进行故障数据的综合压缩。EMTP依频线路上仿真,并分析了压缩后数据的实用性,说明用该原理实现的录波器压缩数据,在失真率较小的情况下,得到较高的压缩比。

基于小波理论的超高压电网故障时刻提取

不同厂家生产的故障录波装置以及同一厂家生产的不同型号的录波装置均有不同的精度,导致高压、超高压电网故障时刻的提取存在较大误差。文章在分析故障暂态信号特性的基础上,采用经过Bior提升的第二代小波作为新的工具进行故障时刻的提取。通过ATP仿真和对华东电网实际故障录波数据的分析给出了不同故障类型下故障时刻的提取误差,仿真结果表明经过Bior3.1提升的第二代小波能正确提取故障时刻,具有很高的计算精度和速度。