一种继电保护装置采样异常判别方法和系统与流程

本发明涉及一种继电保护装置采样异常判别方法和系统，属于电力继电保护领域。

背景技术：

1、继电保护装置的采样异常往往导致保护装置误动或拒动，是电力系统安全运行的重大隐患。因此，如何高效、准确地判别采样异常，进而及时的告警或处理，防止保护装置误动或拒动，是继电保护领域重点技术问题之一。在继电保护领域中，常见的采样异常判别方法包括双ad采样值比较法、双cpu采样有效值比较法、基于正弦波特性的异常点识别法等。目前，双保护cpu加界面cpu的三cpu硬件架构设计是高压继电保护装置的主流配置，因此双cpu采样有效值比较法在现有继电保护装置中应用广泛。

2、中国专利cn109541351a公开了一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法，包括获取继电保护装置中被测通道的电流模拟量双cpu采样值；分别计算双cpu采样值每周波的基波有效值；将两基波有效值的最大值与预设的大小值判别门槛相比较，分大值、小值两种情况分别进行判别。

3、双cpu采样有效值比较法的核心在于由两个独立的cpu对同一组模拟量输入进行同步采样和有效值计算，通过比较两者结果的差异来判断采样回路是否异常。该方法相比于双ad采样值比较法，抗谐波和随机噪声能力较强，更稳定；相比于基于正弦波特性的异常点识别法，能有效区分真实故障与采样异常，更可靠。

4、然而，现有双cpu采样有效值比较法仍存在以下不足：第一，该方法只比较实时的采样值基波有效值，无法判别有效值在正常值附近波动的采样异常工况。当采样异常导致采样有效值发生变化但仍在正常值附近波动时，现有方法难以有效识别。第二，若两个保护cpu采样不同步，一个cpu基波有效值的更新迟滞于另一个cpu，当电力系统波动时，电流电压变化幅度较大，会出现双cpu差值始终超过阈值，从而误判采样异常。第三，现有方法通常直接将双cpu采样差异用于闭锁保护逻辑，可能因误判而导致保护功能的不必要退出，导致装置拒动，从而造成一次设备损坏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种继电保护装置采样异常判别方法和系统，通过在界面cpu中缓存多个时刻的双保护cpu的采样有效值并进行均值比较或高低值分组均值比较实现采样异常判别

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提出一种继电保护装置采样异常判别方法，应用于界面cpu，包括：

4、获取数据缓存区中存储的多个连续采样时刻的第一采样有效值和第二采样有效值，所述第一采样有效值和第二采样有效值分别为同一时刻第一cpu和第二cpu各自采样得到并已预先写入所述数据缓存区的数据；

5、当所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值满足单边值情况，计算所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值的统计差异，若所述统计差异大于第一预设差值阈值，判定为装置采样异常；

6、当所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值满足非单边值情况，以其中一采样有效值为基准，对另一采样有效值进行分组统计；根据统计结果，判定另一采样有效值对应的cpu是否存在采样异常；当第一cpu和第二cpu有且只有一个被判别为采样异常时，第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值非同步变化，判定为装置采样异常。

7、进一步地，所述单边值情况包括多个连续采样时刻的第一采样有效值均大于等于或均小于等于对应时刻的第二采样有效值。

8、进一步地，所述统计差异包括所述多个连续采样时刻的第一采样有效值的平均值与对应时刻的第二采样有效值的平均值的差值。

9、进一步地，所述第一预设差值阈值为所述第一采样有效值的平均值与对应时刻的第二采样有效值的平均值中较大者的5%，若所述较大者的5%小于额定值的2%，将所述第一预设差值阈值设定为额定值的2%。

10、进一步地，所述以其中一采样有效值为基准，对另一采样有效值进行分组统计；根据统计结果，判定判定另一采样有效值对应的cpu是否存在采样异常，包括：

11、以所述多个连续采样时刻的第一采样有效值为基准值，依次比较对应时刻的第二采样有效值：若所述第二采样有效值高于基准值，计入高值组，否则计入低值组；分别计算所述高值组与低值组的平均值，若两个平均值的差值大于第二预设差值阈值，判定第二cpu采样异常；

12、以所述多个连续采样时刻的第二采样有效值为基准值，依次比较对应时刻的第一采样有效值：若所述第一采样有效值高于基准值，计入高值组，否则计入低值组；分别计算所述高值组与低值组的平均值，若两个平均值的差值大于第二预设差值阈值，判定第一cpu采样异常。

13、进一步地，所述第二预设差值阈值为所述高值组平均值的5%，若该值小于额定值的2%，将所述第二预设差值阈值设定为额定值的2%。

14、进一步地，所述方法还包括：

15、所述界面cpu将所述装置采样异常的判别结果仅作为告警提示信息输出，其中，所述告警提示信息通过装置自带的液晶面板进行就地显示，同时通过通信规约上传至后台监控系统；所述装置采样异常的判别结果不参与保护出口的闭锁逻辑控制。

16、进一步地，所述界面cpu与装置内的两个保护cpu为相互独立的处理单元；新增所述采样异常判别方法时，仅对所述界面cpu的程序进行升级，两个保护cpu的程序以及装置硬件均不作修改。

17、第二方面，本发明提出一种继电保护装置采样异常判别系统，包括：

18、数据获取模块，用于获取数据缓存区中存储的多个连续采样时刻的第一采样有效值和第二采样有效值，所述第一采样有效值和第二采样有效值分别为同一时刻第一cpu和第二cpu各自采样得到并已预先写入所述数据缓存区的数据；

19、单边值情况下采样异常判别模块，用于当所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值满足单边值情况，计算所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值的统计差异，若所述统计差异大于第一预设差值阈值，判定为装置采样异常；

20、非单边值情况下采样异常判别模块，用于当所述多个连续采样时刻的第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值满足非单边值情况，以其中一采样有效值为基准，对另一采样有效值进行分组统计；根据统计结果，判定另一采样有效值对应的cpu是否存在采样异常；当第一cpu和第二cpu有且只有一个被判别为采样异常时，第一采样有效值与对应时刻的第二采样有效值非同步变化，判定为装置采样异常。

21、第三方面，本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时，实现所述的继电保护装置采样异常判别方法的步骤。

22、第四方面，本发明提出一种计算机装置，包括：

23、存储器，用于存储计算机程序/指令；

24、处理器，用于执行所述计算机程序/指令以实现所述的继电保护装置采样异常判别方法的步骤。

25、与现有技术相比，本发明实施例所达到的有益效果包括：

26、1. 本发明引入双cpu互为基准机制和高低值分组比较策略，既能捕捉采样异常时采样有效值的微小变化，又能覆盖采样有效值在正常值附近波动的采样异常工况，克服了现有方法仅比较实时值而无法识别异常波动的缺陷。

27、2. 本发明引入单边值判别机制和均值比较策略，能够有效区分双cpu采样不同步导致的差值变化与真正的采样异常，在系统波动时不会因双cpu有效值更新异步而误报采样异常。

28、3. 本发明的预设差值阈值的设定采用大值看相对偏差、小值看绝对偏差的原则，在不同量程范围内均能保证较高的灵敏度和可靠性。

29、4. 本发明在装置的界面cpu中实现，仅作为告警提示，不参与闭锁逻辑。装置增加该功能只需升级界面程序，无需改动保护cpu的程序和硬件，工程实施方便，尤其适用于存量工程的软件升级。