CN120109729B 一种发电机组继电保护调试方法及相关装置 （西安热工研究院有限公司）

(12)发明专利地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路公司61200专利代理师吴中彦一种发电机组继电保护调试方法及相关装置波动因子；根据每个电气设备的启动和停止次调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间采集发电机组电网中每个电气设备的电信号数据对电信号数据进行滤波处理，获得滤波电信号根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设领域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行继电保护调试过程中的数据获取2根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每r来获得一个圆形的预设邻域；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的符号，m表示每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备的总个数，G表示每个电气设互相关值的绝对值与距离的比值的累加和；根据每个根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定备的故障概率，norm()表示线性归一化函数；3通过陷波滤波函数将每个电气设备的电信号数据中的预设工波电信号中的第j+1个极小值，n2表示每个电气设备的滤波电信号中所有极小值的个根据所述修正异常波动因子和所述故障概率，获得每个电气设备的采样频率调整因根据每个电气设备的采样频率调整因子，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设然后通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获4异常波动分析模块：用于根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之电气设备与对应预设邻域内第C个电气设备对应滤波符号，m表示每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备的总个数，G表示每个电气设互相关值的绝对值与距离的比值的累加和；根据每个等间隔调整模块：用于根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一58.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述一种发电机组继电保护6一种发电机组继电保护调试方法及相关装置技术领域[0001]本发明涉及电气数据处理技术领域，尤其涉及一种发电机组继电保护调试方法及相关装置。背景技术[0002]发电机组的继电保护调试是确保发电机在运行过程中能够及时、准确地识别故障并做出响应的关键步骤。调试过程需要验证继电保护装置的准确性、灵敏性和可靠性，确保它能在出现故障时及时隔离故障，保护发电机和电力系统的其他部分不受损害。[0003]在继电保护调试过程中，可以通过传动实验来对继电保护装置和电力设备之间的动作传递过程进行准确性、灵敏性和可靠性的实验验证；即确保继电保护装置在发生故障时，能够准确、及时地发出动作信号，启动相关的断路器或其他控制设备，保护电力系统的[0004]但是由于在常规继电保护调试的传动实验过程中通常会使用等间隔来监控并响应电网的状态；如果使用较大的间隔，当电网状态发生剧烈变化或出现突发的瞬时故障时，可能不能很好的监测到电网的异常波动；如果使用较小的间隔，当电网的状态平稳时，可能产生大量冗余数据，特别是电网状态变化不大的时候；频繁的状态采集可能无法提供更多有价值的信息，反而增加数据处理的负担。发明内容[0005]本发明提供了一种发电机组继电保护调试方法及相关装置，用于解决继电保护调试过程中数据采集间隔选择的优化问题的问题。[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0007]本发明第一方面是提供一种发电机组继电保护调试方法，包括：[0008]获取发电机组电网中每个电气设备的电信号数据；[0009]对电信号数据进行滤波处理，获得滤波电信号；[0010]根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子；[0011]根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取。[0013]以预设时间间隔来获取每个电气设备预设时间窗口内的电信号数据。7[0015]通过陷波滤波函数将每个电气设备的电信号数据中的预设工作干扰频率进行筛气设备的滤波电信号中的第i+1个极大值，n1表示备的滤波电信号中的第j+1个极小值，n2表大值之间差异的累加和，示每个电气设备的滤波电信号中的所[0021]进一步地，所述根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修示每个电气设备与对应预设邻域内第C个电气设备对应滤波电信号之间的互相关值；|为8滤波电信号的修正异常波动因子，exp()表示以自然常数为底的指数函数。[0029]进一步地，所述根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率[0030]将每个电气设备在一周中被启动和停止的次数，记为每个电气设备的频繁因子；[0032]式中，W表示每个电气设备的额定功率，S表示每个电气设备每个电气设备的使用年限，[T]表示对每个电气设备的使用年限进行向上取整，P表示每个电气设备的故障概率，norm()表示线性归一化函数。[0033]进一步地，所述通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取，包括：[0034]根据所述修正异常波动因子和所述故障概率，获得每个电气设备的采样频率调整因子，所述采样频率调整因子具体用公式表示为：[0036]式中，P表示每个电气设备的故障概率，Y′表示每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子，Q表示每个电气设备的采样频率调整因子，exp()表示以自然常数为底的指数函数；[0037]根据每个电气设备的采样频率调整因子，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，所述调整后的采样时间间隔具体用公式表示为：[0040]然后通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取。[0041]本发明第二方面是提供一种发电机组继电保护调试相关装置，包括：[0042]数据采集模块：用于获取发电机组电网中每个电气设备的电信号数据；[0044]异常波动分析模块：用于根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子；[0045]等间隔调整模块：用于根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取。9[0046]本发明第三方面是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种发电机组继电保护调试方法。[0047]本发明第四方面是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种发电机组继电保护调试方[0048]与现有技术相比，本发明的有益效果是：对电信号数据进行滤波处理，获得滤波电信号，减小工作频率的影响程度；根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子，提高对滤波电信号异常波动分析的准确性；根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取，提高了继电保护调试过程中采样等间隔的精确度，提高了细节信息数据的采集和减小冗余数据的采集。附图说明[0049]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0050]图1为本发明提供一种发电机组继电保护调试方法的步骤流程图；[0051]图2为本发明提供一种发电机组继电保护调试相关装置的模块流程图。具体实施方式[0052]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范[0053]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。[0054]针对背景技术存在的问题，研究设计出一种发电机组继电保护调试方法及相关装[0055]如图1所示，本发明第一方面是提供一种发电机组继电保护调试方法，包括以下步[0056]步骤SO01:采集发电机组电网中每个电气设备的电信号数据。[0057]需要说明的是，为了进行发电机组的继电保护调试，首先需要通过信号模拟设备来模拟电信号数据，根据模拟出的电信号数据来进行发电机组的继电保护调试。[0058]具体地，在发电机组电网中的每个电气设备旁边安装一个信号监测设备，通过继电保护校验仪来模拟出电信号，再通过信号监测设备等间隔的获取每个电气设备预设时间时间间隔ε=0.5秒，其中在本实施例中对预设时间间隔ε不进行具体限定，实施者可根据具体情况而定。其中，预设时间窗口的时间长度μ=1秒，其中在本实施例中对预设时间窗口的时间长度μ不进行具体限定，实施者可根据具体情况而定。[0059]至此，得到发电机组中每个电气设备的电信号数据。[0060]步骤S002:对电信号数据进行滤波处理，获得滤波电信号。[0061]需要说明的是，由于在模拟信号的过程中对应的环境中存在发电机组的工作干扰频率，为了防止发电机组的工作干扰频率干扰模拟的电信号数据，因此首先需要对获取的电信号数据进行滤波处理。[0062]具体地，通过陷波滤波函数将每个电气设备的电信号数据中的预设工作干扰频率W进行筛除，将筛除之后剩余的频率保留，作为滤波预处理后的频率；其中，在本实施例中预设工作干扰频率w=50Hz,其中，在本实施例中对预设工作干扰频率ω不进行具体限[0063]将滤波预处理后的电信号数据记为滤波电信号。[0065]步骤S003:根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子。[0066]需要说明的是，在通过继电保护校验仪模拟信号的过程中，当没有任何干扰或者设备没有异常故障时，继电保护校验仪模拟出来的电信号是比较平稳且没有大的波动。而正常平稳的电信号数据是呈现出一定周期的正余弦波动，即此时的电信号数据的幅值也是变化不大的。但是当滤波电信号受到干扰时，其滤波电信号会存在一定程度的波动。[0067]进一步需要说明的是，由于电信号数据的幅值变化可以分别从电信号对应曲线中的极大值和极小值的变化情况来进行分析；因此可以从电信号的极值变化情况来分析数据的异常波动因子。[0068]具体地，根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；具体用公式表示为：号的异常波动越大，即对应的异常波动因子越大；反之，即对应的异常波动因子越小；表示每个电气设备的滤波电信号中的所有相邻极大值之间差异的累加和，表示每个电气设备的滤波电信号中的所有相邻极小值之个电气设备的滤波电信号的异常波动因子的影响也就越大；可能实际波动不大的电信号，示每个电气设备与对应预设邻域内第C个电气设备对应滤波电信号之间的互相关值；||为滤波电信号的修正异常波动因子，G表示每个电气设备与对应预设邻域对每个电气设备对应滤波电信号的异常波动因子影响越大，而实际[0087]步骤S004:根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及每个电气设备的额定功率以及使用年限，分析获得每个电气设备的故障概率。[0089]具体地，根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；[0090]将每个电气设备在一周中被启动和停止的次数，记为每个电气设备的频繁因子；[0091]所述故障概率具体用公式表示为：[0093]式中，W表示每个电气设备的额定功率，S表示每个电气设备的频繁因子，T表示每个电气设备的使用年限，[T]表示对每个电气设备的使用年限进行向上取整，P表示每个电气设备的故障概率，norm()表示线性归一化函数。[0094]其中，当每个电气设备的额定功率、频繁因子以及使用年限越大，则每个电气设备的故障概率就越大；反之，则每个电气设备的故障概率就越小。[0096]需要说明的是，当每个电气设备的故障概率越大，每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子越大，则说明所述电气设备的电信号越容易出现异常波动，因此在继电保护调试的过程中，需要提高所述电气设备等间隔的采样频率，这样可以采集更多的细节信息；而对于所述故障概率和所述修正异常波动因子越小的电气设备，其说明所述电气设备的电信号越正常，越平稳；对于越平稳的电信号不需要进行频繁采集，对于越平稳的电信号进行频繁采集，不仅会增大数据存储空间，而且会增大计算量。[0097]具体地，根据所述修正异常波动因子和所述故障概率，获得每个电气设备的采样频率调整因子，所述采样频率调整因子具体用公式表示为：[0099]式中，P表示每个电气设备的故障概率，Y′表示每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子，Q表示每个电气设备的采样频率调整因子，exp()表示以自然常数为底的指数函数。[0100]至此，得到每个电气设备的采样频率调整因子。[0101]根据每个电气设备的采样频率调整因子，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，所述调整后的采样时间间隔具体用公式表示为：个电气设备的采样频率调整因子。[0104]然后通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取。[0105]需要说明的是，为了验证每个电气设备调整后的采样时间间隔对整个效果的提升性能，则通过电力系统仿真软件(MATLAB/Simulink)构建发电机组模型，注入不同故障场景；然后通过所述调整后的采样时间间隔进行采样，将采样数据作为对照组；然后再随机选取若干个采样时间间隔进行采样，将若干个采样时间间隔进行采样的数据作为若干组实验组；然后通过一组对照组和若干组实验组的数据来进行发电机组继电保护调试过程中的故障分析，通过一组对照组和若干组实验组的分析结果与注入的故障场景进行对比，确定所述调整后的采样时间间隔对整个效果的性能提升情况。[0106]需要说明的是，本实施例中所用的exp(-x)模型仅用于表示负相关关系和约束模型输出的结果处于(0,1)区间内，具体实施时，可替换成具有同样目的的其他模型，本实施例只是以exp(-x)模型为例进行叙述，不对其做具体限定，其中x是指该模型的输入。[0107]如图2所示，本发明第二方面是提供一种发电机组继电保护调试相关装置，包括以下模块：[0108]数据采集模块101:用于获取发电机组电网中每个电气设备的电信号数据；[0109]数据预处理模块102:用于对电信号数据进行滤波处理，获得滤波电信号；[0110]异常波动分析模块103:用于根据每个电气设备的滤波电信号中的极值分布差异，获得每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子；根据每个电气设备与对应预设邻域内所有电气设备之间的距离、滤波电信号之间的互相关值，对每个电气设备的滤波电信号的异常波动因子进行修正，获得每个电气设备的滤波电信号的修正异常波动因子；[0111]等间隔调整模块104:用于根据每个电气设备的启动和停止次数、每个电气设备的额定功率以及使用年限，获得每个电气设备的故障概率；通过所述修正异常波动因子和所述故障概率，对预设时间间隔进行调整，获得每个电气设备调整后的采样时间间隔，通过所述调整后的采样时间间隔来进行发电机组继电保护调试过程中的数据获取。[0112]本发明第三方面是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现一种发电机组继电保护调试方法。[0113]本发明第四方面是提供一种计算机可读存储介质