一种微机控制的重合闸投退监测方法与流程

技术特征：
1.一种微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，应用于并列运行重合闸线路，所述并列运行重合闸线路包括两条并行的母线、集中器、第一电容模组、第二电容模组、第三电容模组和第四电容模组，两条母线之间通过两条运行线路连接，其中，一条运行线路串联有第一断路器和第二断路器，另一条运行线路串联有第三断路器和第四断路器，所述第一断路器、所述第二断路器、所述第三断路器和所述第四断路器均与所述集中器连接，所述第一断路器和所述第一电容模组并联连接，所述第二断路器和所述第二电容模组并联连接，所述第三断路器和所述第三电容模组并联连接，所述第四断路器和所述第四电容模组并联连接，其中，所述第一电容模组、所述第二电容模组、所述第三电容模组和所述第四电容模组均包括依次串联的电容和锁相环；其方法包括以下步骤：通过所述集中器接收主站发出的遥控指令，将所述遥控指令转换为电信号；对所述电信号进行解调，对解调后的电信号并对其进行解析，得到遥控地址和遥信值，其中，所述遥控地址定义为十六进制码字符串，所述遥信值定义为二进制码字符串；根据所述遥控地址在预置的断路器地址库中匹配到相应的断路器，所述预置的断路器地址库包含所述遥控地址与断路器编号的映射关系；将所述遥控地址和所述遥信值发送至相应的断路器，断路器响应所述遥信值进行重合闸投退操作；获取重合闸投退操作后的断路器对应所并联的电容的谐振电流信号；对谐振电流信号进行傅里叶变换，得到每个相位对应的电流幅值；根据预设的线性回归方程对所述电流幅值进行筛选，得到多个显著变化幅值，根据多个所述显著变化幅值构建幅值数据集，对所述幅值数据集进行聚类，得到多个聚类簇组，筛选出聚类簇组中包含样本点数最多的聚类簇组；对筛选出的所述聚类簇组进行非线性拟合，得到非线性拟合曲线，将所述非线性拟合曲线与预设的拟合曲线进行相似度计算，得到相似度，判断所述相似度是否大于预设的相似度，若判断所述相似度大于预设的相似度，则判定相应的断路器的重合闸投退操作成功；若判断所述相似度不大于预设的相似度，则判定相应的断路器的重合闸投退操作失败。2.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，所述第一断路器、所述第二断路器、所述第三断路器和所述第四断路器均与所述集中器载波通信连接，将载波通信划分为四个载波信道，每个断路器通过不同的载波信道与所述集中器连接，每个载波信道的载波频率不同。3.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，对所述电信号进行解调，对解调后的电信号并对其进行解析，得到遥控地址和遥信值，其中，所述遥控地址定义为十六进制码字符串，所述遥信值定义为二进制码字符串的步骤具体包括：对所述电信号进行解调，得到二进制码字符代码序列，将所述二进制码字符代码序列转换为十六进制码字符代码序列，根据预设的十六进制码分割字符识别出所述十六进制码字符代码序列中的分割字符，利用所述分割字符对所述十六进制码字符代码序列进行分割，得到前段十六进制码字符串和后段十六进制码字符串；将所述前段十六进制码字符串作为遥控地址，对所述后段十六进制码字符串重新转换为二进制码字符串作为遥信值。
4.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，还包括：对所述并列运行重合闸线路进行有限元仿真，构建重合闸线路仿真模型，对所述重合闸线路仿真模型进行网格划分，得到重合闸线路有限元模型；基于所述重合闸线路有限元模型，以预设频率的正弦电流作为激励流加载至断路器中，获得电流仿真波形；对所述电流仿真波形进行傅里叶变换，得到仿真频域电流波形，在所述仿真频域电流波形中，以最大频域幅值与最小频域幅值为两个参考点，对两个所述参考点进行连线，得到一次线性回归直线，基于所述一次线性回归直线求解出一次线性回归方程，以作为所述预设的线性回归方程。5.根据权利要求4所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，还包括：基于所述重合闸线路有限元模型，以预设频率的方波电流作为激励流加载至断路器中，获得谐波电流仿真波形；对所述谐波电流仿真波形进行傅里叶变换，得到多个谐波幅值，对多个所述谐波幅值进行插值处理，构建谐波幅值数据样本集；将所述一次线性回归直线映射到二维坐标系上，并将所述谐波幅值数据样本集中的各个谐波幅值数据样本映射至相应的二维坐标系上，筛选出位于所述一次线性回归直线之上的谐波幅值数据样本；计算筛选出的谐波幅值数据样本的累计概率密度函数，根据预设的置信区间与所述累计概率密度函数筛选出在所述预设的置信区间内的谐波幅值数据样本，通过下式抽样规则对筛选出在所述预设的置信区间内的谐波幅值数据样本进行抽样，得到抽样谐波幅值数据样本为，式中，表示第i个单位时间第n个抽样次数的抽样谐波幅值数据样本，n表示抽样规模，x
i
表示第i个单位时间所抽取的样本，表示谐波幅值数据样本的算术平均值；计算抽样谐波幅值数据样本的算术平均值作为预设的幅值阈值。6.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，还包括：若判定断路器的重合闸投退操作成功，则获取所述断路器对应的电容模组的时域电流信号；利用滑动窗口对所述时域电流信号进行分割为多个时域电流片段，对所述时域电流片段进行fft变换，得到信号频谱数据；提取所述信号频谱数据中的所有频谱幅值，对所述频谱幅值进行归一化运算，得到归一化幅值；计算每个所述归一化幅值在所述时域电流片段中的概率密度函数，利用积分运算根据所述概率密度函数计算每个所述归一化幅值在所述时域电流片段中的所述时域电流片段的累计概率密度函数；根据所述累计概率密度函数计算频域幅值的熵为，
式中，表示频域幅值的熵，q
m
表示归一化幅值m的累计概率密度函数，m表示幅值总数，；判断所述频域幅值的熵是否小于预设的熵值，若判断所述频域幅值的熵不小于预设的熵值，则判断所述电容模组对应的断路器未达到稳态，并对未达到稳态的断路器进行告警。7.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，将所述遥控地址和所述遥信值发送至相应的断路器，断路器响应所述遥信值进行重合闸投退操作的步骤具体包括：将所述遥控地址和所述遥信值发送至相应的断路器；通过断路器判断所述遥控地址与预设的地址是否一致，若判断所述遥控地址与预设的地址一致，则执行下一步，若判断所述遥控地址与预设的地址不一致，则发送告警弹窗，并启动锁闭功能，将所述遥信值传回所述集中器；通过断路器响应所述遥信值，其中，若所述遥信值为“1”，则所述断路器执行重合闸投入操作，若所述遥信值为“0”，则所述断路器执行重合闸退出操作。8.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，根据预设的线性回归方程对所述电流幅值进行筛选，得到多个显著变化幅值，根据多个所述显著变化幅值构建幅值数据集，对所述幅值数据集进行聚类，得到多个聚类簇组，筛选出聚类簇组中包含样本点数最多的聚类簇组的步骤具体包括：将所述预设的线性回归方程进行线性拟合，得到线性回归直线，将所述线性回归直线与所述电流幅值映射至同一二维直角坐标系上，筛选出落在所述线性回归直线上方的电流幅值，得到多个显著变化幅值；根据多个所述显著变化幅值构建幅值数据集，依次以所述幅值数据集中每一个显著变化幅值为聚类中心，计算每个聚类中心与其它显著变化幅值之间的欧式距离，将所述欧式距离与预设可达距离进行比较，筛选出欧式距离小于所述预设可达距离的显著变化幅值，构成所述聚类中心对应的聚类簇组；统计聚类簇组的样本点数，并筛选出样本点数最多的聚类簇组，若所筛选出的聚类簇组为两个以上，则将所筛选出的聚类簇组组成一个新的幅值数据集，根据下式计算新的可达距离为，式中，r
z
表示新的可达距离，r表示初始的预设可达距离，表示可调系数，，可调系数的取值由新的幅值数据集的密度值决定，密度值越大，可调系数越大，b
m-1
表示第m-1个聚类簇组的样本点的密度值，b
m
表示第m个聚类簇组的样本点的密度值；依次以新的幅值数据集中每一个显著变化幅值为聚类中心，计算每个聚类中心与其它显著变化幅值之间的欧式距离，将所述欧式距离与新的可达距离进行比较，筛选出欧式距离小于所述新的可达距离的显著变化幅值，构成所述聚类中心对应的新的聚类簇组；统计新的聚类簇组的样本点数，并筛选出样本点数最多的新的聚类簇组。
9.根据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，还包括：若断路器的重合闸投退操作失败，则发送重合闸不动作告警弹窗，通过预先设置在所述断路器上的ftu模块获取相应的断路器的n个周波的工作电流信号，对每个周波中各个检测时间点的工作电流信号进行差分运算，得到差分电流信号；对每个周波的所述差分电流信号进行曲线拟合，得到差分电流变化曲线；对所述差分电流变化曲线进行一阶求导运算，得到差分电流变化斜率，采用皮尔逊相关系数对所有周波对应的差分电流变化斜率进行计算自相关系数；判断所述自相关系数是否大于0.9，若所述自相关系数大于0.9，则执行下一步；若所述自相关系数不大于0.9，则判定所述断路器存在故障；通过所述集中器向所述断路器发送通信协议下的召测报文，所述召测报文包括预设长度的标记帧；通过所述集中器请求并接收所述断路器返还所述召测报文对应的回复报文，若接收所述回复报文的接收时间超过预设的时间，则判定所述集中器与所述断路器之间的通信通道存在通信故障，若接收所述回复报文的接收时间未超过预设的时间，则判断所述回复报文中的标记帧与所述召测报文中的标记帧中的长度是否一致，若判断所述回复报文中的标记帧与所述召测报文中的标记帧不一致，则判定所述断路器存在解调故障，若判断所述回复报文中的标记帧与所述召测报文中的标记帧一致，则发出检修告警弹窗。10.据权利要求1所述的微机控制的重合闸投退监测方法，其特征在于，所述第一电容模组、所述第二电容模组、所述第三电容模组和所述第四电容模组分别并联有电抗器。

技术总结
本发明公开了一种微机控制的重合闸投退监测方法，通过集中器接收主站发出的遥控指令，将遥控指令转换为电信号，对电信号进行解调和解析，得到遥控地址和遥信值，将遥控地址和遥信值发送至相应的断路器，断路器响应遥信值进行重合闸投退操作，获取重合闸投退操作后的断路器对应所并联的电容的谐振电流信号，对电流幅值进行筛选，构建幅值数据集，对所述幅值数据集进行聚类，筛选出聚类簇组中包含样本点数最多的聚类簇组进行非线性拟合，得到非线性拟合曲线，将非线性拟合曲线与预设的拟合曲线进行相似度计算，根据相似度判定相应的断路器的重合闸投退操作是否成功，从而提高重合闸投退监测的效率和准确性，降低了监测工作量。降低了监测工作量。降低了监测工作量。


技术研发人员：彭镇华 白一鸣 梁少明 史小靖 张炳盛 阮大兵 李泓锐 崔承勋 王淞平 刘鑫胜 曾祥鸿 马晓东 陈坤明 吴敏熙
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司中山供电局
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2022/12/30