一种变电站高压母线信号冗余性监测方法及装置与流程

1.本发明涉及电力系统监测技术领域，尤其涉及一种变电站高压母线信号冗余性监测方法及装置。


背景技术：

2.电力互感器，特别是电容式电压互感器（capacitance type voltage transformer，以下简称cvt）在电网系统中有着广泛的应用，而目前的电力互感器运行误差稳定性不高，在实际运行过程中极易出现超差的现象，也即误差水平超过正常水平。随着计量技术的不断进步以及管理模式的变革创新，对于电力互感器在线监测及其状态评价的要求也日益增强，如何从变电站内电力互感器集群的冗余信息中提取异常量是对互感器在线监测及状态评价的关键，因此，亟待提出一种变电站高压母线信号冗余性监测方法及装置，解决如何准确且快速的对变电站高压母线信号冗余性进行检测并输出结果的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种变电站高压母线信号冗余性监测方法及装置，解决了如何准确且快速的对变电站高压母线信号冗余性进行检测并输出结果的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种变电站高压母线信号冗余性监测方法，其中，所述方法包括以下步骤：s1、同步采集变电站内各互感器二次侧电压信号，并计算所述互感器二次侧电压信号的有效值；s2、根据所述互感器二次侧电压信号的有效值，计算任意两互感器采样通道间有效值的差值，得到电压差值时间序列；s3、求取所述电压差值时间序列的偏差累积指标；s4、根据所述偏差累积指标计算所述电压差值时间序列对应的冗余置信度指标，并进行各互感器采样通道间冗余性判断，得到各互感器采样通道间的冗余性矩阵。
5.优选方案之一，所述步骤s1中计算所述互感器二次侧电压信号的有效值为：其中，u为电压信号的有效值，u为电压信号，为第n个采样时刻，n为采样点数。
6.优选方案之一，所述步骤s2中计算各互感器采样通道间的差值为：其中，c为互感器集群内通道间的差值，m为各互感器通道数，m≥2。
7.优选方案之一，所述步骤s3中求取所述电压差值时间序列的偏差累计指标，具体步骤为：
s31、计算所述电压差值时间序列的均值；s32、根据所述电压差值时间序列的均值，计算得到偏差累积序列；s33、根据所述偏差累积序列得到偏差累积指标。
8.优选方案之一，所述步骤s31中计算所述电压差值时间序列的均值为：其中，为电压差值时间序列，为第i个数据点，n为数据点总数。
9.优选方案之一，所述偏差累积序列为：其中， =0，为偏差累积序列。
10.优选方案之一，所述偏差累积指标：其中，为偏差累积指标，为偏差累积序列的最大值，为偏差累积序列的最小值。
11.优选方案之一，所述步骤s4中各互感器采样通道间冗余性判断，具体为：若所述冗余置信度指标小于第一阈值，则判定当前电压差值对应的互感器采样通道处于冗余状态；若所述冗余置信度指标大于第一阈值，则判定当前电压差值对应的互感器采样通道处于正常状态。
12.本发明提供一种变电站高压母线信号冗余性监测装置，包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储可在所述处理单元上运行的计算机程序；所述处理单元执行所述计算机程序时实现如上述的一种变电站高压母线信号冗余性监测方法。
13.本发明的上述技术方案中，该变电站高压母线信号冗余性监测方法包括以下步骤：同步采集变电站内各互感器二次侧电压信号，并计算所述互感器二次侧电压信号的有效值；根据所述互感器二次侧电压信号的有效值，计算任意两互感器采样通道间有效值的差值，得到电压差值时间序列；求取所述电压差值时间序列的偏差累积指标；根据所述偏差累积指标计算所述电压差值时间序列对应的冗余置信度指标，并进行各互感器采样通道间冗余性判断，得到各互感器采样通道间的冗余性矩阵。本发明解决了如何准确且快速的对变电站高压母线信号冗余性进行检测并输出结果的技术问题。
14.在本发明中，通过采集各互感器二次侧的电压信号并进行数据换算得到其有效值序列，根据有效值进行互感器二次侧电压采样差值的求取，可有效监测小偏移信号偏移引起的冗余度降低，敏感度高；并根据冗余置信度指标判断各互感器采样通道间冗余性，得到当前互感器各通道间冗余性矩阵，实现从变电站内互感器集群的冗余信息中提取异常量，以及实现对高压母线信号冗余性的监测。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例一种变电站高压母线信号冗余性监测方法的第一流程示意图；图2为本发明实施例一种变电站高压母线信号冗余性监测方法的第二流程示意图；图3为本发明实施例互感器二次侧电压信号有效值序列的示意图；图4为本发明实施例互感器采样通道两两间的差值数据序列的示意图；图5为本发明实施例偏差累积序列的示意图。
17.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
19.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
20.并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
21.实施例1：参见图1-图2，根据本发明的一方面，本发明提供一种变电站高压母线信号冗余性监测方法，其中，所述方法包括以下步骤：s1、同步采集变电站内各互感器二次侧电压信号，并计算所述互感器二次侧电压信号的有效值；s2、根据所述互感器二次侧电压信号的有效值，计算任意两互感器采样通道间有效值的差值，得到电压差值时间序列；s3、求取所述电压差值时间序列的偏差累积指标；s4、根据所述偏差累积指标计算所述电压差值时间序列对应的冗余置信度指标，并进行各互感器采样通道间冗余性判断，得到各互感器采样通道间的冗余性矩阵。
22.具体地，在本实施例中，所述步骤s1中计算所述互感器二次侧电压信号的有效值为：
其中，u为电压信号的有效值，u为电压信号，为第n个采样时刻，n为采样点数；如图3所示，a为任意一互感器二次侧电压信号有效值序列，b为任意另一互感器二次侧电压信号有效值序列，其中，纵坐标为电压值，单位为伏特，横坐标为电压信号有效值编号；该图中，a与b段互感器电压信号为变电站线路切换前后的信号场景，其中，前半部分互感器通道间信号冗余度高，后半部分由于线路调整切换，通道间信号变得不相关。
23.具体地，在本实施例中，所述步骤s2中计算任意两互感器采样通道间有效值的差值为：其中，c为互感器集群内通道间的差值，m为各互感器通道数，m≥2；随机选取两互感器，并从两互感器采样通道内任意选取一个电压信号的有效值做差，依次遍历所有互感器采样通道的差值信息，得到电压差值时间序列；如图4所示，将任意两互感器采样通道内有效值作差，得到两通道的差值数据序列，纵坐标为电压值，单位为伏特，横坐标为差值数据编号。
24.具体地，在本实施例中，所述步骤s3中求取所述电压差值时间序列的偏差累计指标，具体步骤为：s31、计算所述电压差值时间序列的均值；所述均值为：其中，为电压差值时间序列，为第i个数据点，n为数据点总数；s32、根据所述电压差值时间序列的均值，计算得到偏差累积序列，如图5所示，为偏差累积序列；所述偏差累积序列为：其中， =0，为偏差累积序列，为前i-1项的偏差累积序列；s33、根据所述偏差累积序列得到偏差累积指标；所述偏差累积指标：其中，为偏差累积指标，为偏差累积序列的最大值，为偏差累积序列的最小值。
25.具体地，在本实施例中，所述步骤s4中根据所述偏差累积指标计算所述电压差值时间序列对应的冗余置信度指标，具体为：将所述电压差值时间序列d随机乱序，得到第一序列，依次执行以下步骤：
计算所述第一序列的均值，所述第一序列的均值为：其中，为第一序列的第i个数据点，为第一序列的均值；根据所述第一序列的均值，计算得到第一序列的偏差累积序列；所述第一序列的偏差累积序列为：其中， =0，为第一序列的偏差累积序列；根据所述第一序列的偏差累积序列得到第一序列的偏差累积指标；所述第一序列的偏差累积指标为：其中，为第一序列的偏差累积指标，为第一序列的偏差累积序列的最大值，为第一序列的偏差累积序列的最小值；所述冗余置信度指标为：其中，degree为冗余置信度指标，v为将电压差值时间序列d随机乱序的次数，v为小于等于的次数。
26.具体地，在本实施例中，所述步骤s4中各互感器采样通道间冗余性判断，具体为：若所述冗余置信度指标degree小于第一阈值，则判定当前电压差值对应的互感器采样通道处于冗余状态；若所述冗余置信度指标degree大于第一阈值，则判定当前电压差值对应的互感器采样通道处于正常状态；最终得到各互感器采样通道间的冗余性矩阵，本发明通过采集各互感器二次侧的电压信号并进行数据换算得到其有效值序列，根据有效值进行互感器二次侧电压采样差值的求取，该方法敏感度高，可有效监测小偏移信号偏移引起的冗余度降低；并根据冗余置信度指标判断各互感器采样通道间冗余性，得到当前互感器各通道间冗余性矩阵，实现从变电站内互感器集群的冗余信息中提取异常量，以及实现对高压母线信号冗余性的监测。
27.实施例2：根据本发明的另一方面，本发明提供一种变电站高压母线信号冗余性监测装置，其中，所述装置包括：包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储可在所述处理单元上运行的计算机程序；所述处理单元执行所述计算机程序时实现如上述的一种变电站高压母线信号冗余性监测方法。
28.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。