基于关联规则的柴油发电机组故障录波数据冗余点过滤算法

柴油发电机组故障录波数据受到现场总线、调节器输出电压等多因素影响,冗余信息较多,为提高冗余数据的过滤比例,基于关联规则设计柴油发电机组故障录波数据冗余点过滤算法。更新冗余点区域范围,计算网格内每一个阈值点到中心区域的距离,计算更新后冗余点数量,获得冗余信息的分布区域;基于关联规则建立数据相关性模型,针对每一级的关联规则,提出判定条件的标度值矩阵,对权重向量进行归一化处理,获得柴油发电机组故障录波数据的评价公式;设计冗余点过滤算法,结合数据点的相似度,剔除故障录波数据中的冗余数据。由试验结果可知,在同等网络规模下,该算法的网络传输数据总量均较高,且其数据采集次数的下降幅度最小,录波数据冗余点过滤效果得到保证。     

基于大数据的输电线路故障预警模型设计

发展输电线路远程故障诊断是建设智能电网的重点内容。针对输电线路的上传数据单一、数量多、利用率低等问题,基于背景平台提供的大数据处理集群技术,以朴素贝叶斯算法结合时间序列相似性故障匹配建立输电线路故障预警模型。模型采用采集到的相关电气量、开关量、事件顺序信息、电网拓扑等数据以及输电线路故障过程中故障录波装置所获取的数据,采用朴素贝叶斯算法挖掘潜在故障发生因素(即故障因子)的发生指数,随后结合时间序列相似性故障匹配对输电线路进行故障预警。案例分析表明,所构建的模型能较好地挖掘出故障因子,预测结果较好。     

基于改进动态时间规整算法的终端波形比对方法

为深入挖掘配电终端录波性能分析，提出了一种用于一二次深度融合设备检测终端录波平台的改进型动态时间规整算法。通过分帧及加窗完成对波形的预处理，计算源信号波形与受噪声干扰的终端录波波形的短时能熵比；将两组波形的短时能熵比序列作为输入测试向量，利用DTW对两个波形的能熵比序列进行路径规划并求解相似度；计算两组短时能熵比序列的公共子串长度定义优化匹配系数，修正波形相似度。实验仿真和实测数据分析结果表明，结合能熵比与公共子串的DTW算法提升了算法的计算效率和准确率。实验证明该方法能为配电终端的录波性能评估提供数据支撑。     

基于FDTW算法的故障录波数据智能比对方法

针对智能变电站保护装置故障录波文件无通道标识信息、难以与同源通道故障录波器录波文件相互对应的问题，提出一种基于快速动态时间规整(fast dynamic time warping, FDTW)算法的故障录波数据智能比对方法。首先，对各厂站提取的故障录波数据进行异常检测，确保故障录波文件中数据的质量。其次，利用拉格朗日插值法进行采样频率转换，解决保护装置与故障录波器采样频率不一致的问题。然后，利用欧氏距离对同源录波文件数据进行波形一致性对齐，以实现时钟同步。最后，使用FDTW算法对无通道标识信息的故障录波数据进行智能比对。算例分析表明，该方法能够对故障录波数据进行一致性处理，可以快速准确地计算待匹配录波波形的相似度，实现同源通道的录波数据匹配，具备较强的稳定性和实时性。     

基于自适应融合数据的线路参数辨识

电网频率的变化会导致利用DFT算法计算PMU数据时相角差出现误差,进而影响线路参数辨识精度.因此,提出一种基于加权最小二乘(AFD-WLS)的自适应融合数据辨识线路参数的方法,通过结合峭度因子的互补集合经验模态分解(CEEMD)自适应选取故障录波数据中的高频分量从而实现不同位置故障录波数据和PMU数据的同步;该方法利用相关函数法计算故障前两个周波的电压相角差修正PMU数据中的相角差,将融合的PMU数据和故障录波数据通过加权最小二乘算法辨识线路参数.仿真和实测数据表明,自适应融合多种数据源方法可有效提高线路参数辨识精度,提高故障录波数据的应用价值.     

海量故障录波数据轻型传输机制研究

针对智能电网背景下,海量录波数据带来的数据存储和传输压力,提出一种海量故障录波数据轻型传输机制。对电力故障信号基本特征进行研究,建立了电力故障信号数学模型,根据故障信号特点,制定了基于电力故障信号基本分量参数快速提取的海量故障录波数据轻型化方案,同时建立了基于IEC61850故障录波轻型数据模型。对电力系统短路故障信号轻型化参数提取算法进行了研究,仿真实验结果验证了智能电网海量故障录波数据轻型传输机制的可行性及高效性。     

基于近场扫描和相似性度量的电路板故障区域检测

故障区域检测是电路板故障诊断的重要内容之一,近年来大量研究工作致力于通过理论仿真探索电路板故障诊断方法,但仿真条件与实测环境之间的差异降低了此类方法在实际应用中的可行性。结合实测电路板数据的特点,本文提出了一种基于近场扫描和时间序列相似性度量的电路板故障区域检测方法,该方法通过近场扫描获取正常状态、故障状态下的电路板的电磁辐射数据,采用变分模态分解(VMD)方法进行原始数据降噪,此后将两种状态的数据视为两类时间序列,运用改进的时间序列相似性度量算法计算两类时间序列的距离值,根据距离值判断电路板故障区域。根据数据集实验结果,使用本文的相似性度量算法处理时间序列相对其他算法展现出更佳的度量能力,距离值的分类精度也比3种对比算法分别高出6.3%、8.4%、4.2%。同时,实测数据实验结果和理论仿真结果的一致性验证了本文方法的可行性和实用性,该方法为电路板故障诊断提供了新的实现方式。     

多采样频率的配网接地故障检测与定位

现有文献的故障监测与定位小波算法都是在录波采样频率相同的前提下进行的,配电网小电流接地故障实时检测,与变电站接地故障检测的环境完全不同,配网故障监测装置,采用不同标准采样频率(3 600 Hz、4 800 Hz)上送实时故障录波数据到配网中心,更有采用4 096 Hz的采样频率上送故障录波数据,在配网中心需要把不同采样频率的录波数据进行分析计算,提取故障特征、检测故障,确定故障首尾端,实现故障检测与定位。本文给出了小波能量特征的定义、不同采样频率能量特征的折算、基于能量特征的配电网接地故障监测与定位算法。多种采样频率下配网接地故障检测与定位,通过小波变换提取故障能量特征、将不同采样频率故障录波信号,折算到最低采样频率下的能量特征,然后根据能量特征来判别故障类型、确定故障首尾端。多采样频率的小波能量特征折算算法,对于类似的小波变换的使用场合,也有借鉴意义。     

基于最小二乘法的线路录波数据同步及故障测距

高压输电线路两侧故障录波装置由于自身子时钟存在误差,导致二者采集到的录波数据在时间上不同步,利用该数据进行故障测距的结果精度较差,无法为排除故障提供便利。为了充分利用故障录波数据,需对两端录波数据进行同步处理。文章阐述了目前工程中采用的差流法、相位法和启动时刻对时法原理及步骤,对其各自的性能进行了对比分析,在此基础上提出了一种基于最小二乘法,利用线路参数实现两端录波数据同步的方法,并将其应用于故障测距。通过PSCAD仿真数据和实际故障录波数据的验证可知利用最小二乘法对故障录波数据进行同步后,故障测距误差降低至1%,大大提升了结果的可靠性和可信性。     

基于序列模式挖掘的电力系统连锁故障模式分析方法

研究连锁故障的传播规律,对于识别系统薄弱环节、制定连锁故障预防和阻断策略具有重要意义。在分析连锁故障发展过程的基础上,定义了连锁故障模式的概念,并基于序列模式挖掘技术提出连锁故障模式挖掘算法,实现对海量仿真数据的快速分析,有效辨识系统连锁故障模式。最后以IEEE 39节点系统和某省实际电网为例,利用该算法挖掘出系统主要连锁故障模式,并结合系统拓扑和潮流状态分析了系统连锁故障传播规律。测试结果证明,该方法对于分析系统连锁故障模式和辨识关键线路具有良好的效果。     

高压电网子站故障选线诊断新方案研究

详细分析了高压电网子站端故障线路实时或准实时诊断的必要性。提出利用小波技术和单端故障录波数据确定故障线路的新思想:通过四阶中心B样条半正交二进小波分解子站故障电流数据,准确提取故障时刻,以及对故障后一周波暂态数据进行归约计算,结合录波数据中的保护接点变位信息,精确确定故障线路。大量仿真验证了算法的有效性。     

高压电网子站故障选线诊断新方案研究

详细分析了高压电网子站端故障线路实时或准实时诊断的必要性.提出利用小波技术和单端故障录波数据确定故障线路的新思想:通过四阶中心B样条半正交二进小波分解子站故障电流数据,准确提取故障时刻,以及对故障后一周波暂态数据进行归约计算,结合录波数据中的保护接点变位信息,精确确定故障线路.大量仿真验证了算法的有效性.     

分布式故障录波系统

同步技术、数据存储技术、各录波采集单元协调启动技术、通信技术等是分布式故障录波系统的关键技术。文中提出了一种可以适应于分布式故障录波系统的同步方法：先利用GPS的秒脉冲信号同步各个录波采集单元的采样脉冲,再采用软件自同步算法完成采样值序列的同步。阐述了录波采集单元的启动方法和这种启动方法对采集数据窗的影响。通过分析可以看出,录波数据采用分布式存储可以缓解集中式故障录波系统存储容量和转发时间紧张的问题;录波主站与录波采集单元之间的通信方式应采用基于TCP/IP的网络通信。给出了IP编址的分布式故障录波系统结构和样机的动模试验结论。     

一种集行波与录波功能的综合故障分析系统

现有故障录波装置故障定位不准,而行波测距装置容易误启动.在分析了两种装置优缺点基础上,提出了一种集行波测距和故障录波功能于一体的装置.装置包括了模拟量采集模块、开关量采集模块、控制模块、管理模块、对时模块和显示模块.采用结合阻抗法和行波法的综合测距算法,将阻抗法判断出的故障时间送给行波法测距使用.行波法以阻抗法提供的故障时间为参考,对高频行波录波数据进行行波首波头和反射波波头的查找和识别.最后根据阻抗测距结果和行波测距结果进行统筹分析,给出最终测距结果.通过试验验证了综合测距算法的精度和可靠性,具有较高的推广价值.     

分布工故障录波系统

同步技术、数据存储技术、各录波采集单元协调启动技术、通信技术等是分布式故障录波系统的关键技术。文中提出了一种可以适应于分布式故障录波系统的同步方法：先利用GPS的秒脉冲信号同步各个录波采集单元的采样脉冲,再采用软件自同步算法完成采样值序列的同步。阐明了录波采集单元的启动方法和这种启动方法对采集数据窗的影响。通过分析可以看出,录波数据采用分布式存储可以缓解集中式故障录波系统存储容量和转发时间紧张的问题;录波主站与录波采集单元之间的通信方式应采用基于TCP／IP的网络通信。给出了IP编址的分布式故障录波系统结构和样机的动模试验结论。     

基于GA-BP改进算法的配电网接地故障选线方法

针对采用单一故障信息的配电网接地故障选线方法存在的缺陷,提出一种基于遗传算法(GA)改进BP神经网络的融合选线算法。该算法分别采用5次谐波法、有功分量法和暂态能量法从零序电流信号中提取5次谐波分量、有功分量、暂态能量作为故障特征,并定义其故障程度,然后将这些故障程度作为模型的输入,利用故障稳态与暂态信息对接地故障不同的判别能力,并通过GA优化BP神经网络的权值和阈值,避免神经网络陷入局部极值,使得选线模型达到较高的精度。仿真结果表明,在采用真实录波数据作为样本的情况下,所提改进算法比BP神经网络算法的选线精度更高,满足配电网单相接地故障选线精度要求。     

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.     

基于感知哈希序列的电压暂降事件同源识别

针对现有方法未能充分利用电压采样值信息且对特殊录波情况适应性较差的问题,提出基于感知哈希序列相似性的电压暂降事件同源识别方法。首先,提出一种基于突变点检测和录波情况识别的暂降数据段提取方法,将对录波文件中暂降事件的识别转化为对完整和不完整暂降数据段的分别识别。其次,利用格拉姆角场(Gramian angular field, GAF)将提取后的暂降数据段从一维时间序列形式转化为二维图像,并利用感知哈希算法将其转化为哈希序列。然后,通过欧氏距离刻画相似性,并根据选取的阈值完成电压暂降同源识别。最后,利用IEEE30节点系统生成的仿真数据以及北京、福建地区的实测数据进行验证,证明了该方法具有识别精度高、适应性好等优势。     

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,研究了在录渡数据预处理、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.     

电力系统故障录波数据实用压缩方法

针对电力系统大量故障录波数据的传输问题,以故障录波数据在整体录波文件占据较小比例为依据,提出一种立足于录波数据整体的分通道分时段数据压缩新方案。对于周期信号的压缩,快速傅里叶变换(FFT)算法具有压缩比高的特点,因此先对分段数据进行FFT计算,若误差较大则改用小波变换压缩。在电力系统频率偏移额定值的情况下,采用加窗傅里叶变换校正算法,保证压缩率和压缩精度。仿真研究和实际录波文件的压缩应用表明,算法能获得较高的压缩性能和较小的误差,验证了该方案的可行性和有效性。