基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及配电网故障录波数据同步技术领域，具体公开了一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法及系统，方法包括：基于以单端故障录波数据中每一个过零点为起点的设定长度的信号，计算每段有效值差和每段斜率平方和差，若存在连续两段有效值差大于设定的第一系数，记前一段有效值差对应的过零点为a；若存在连续两段斜率平方和差大于设定的第二系数，记前一段斜率平方和差对应的过零点为b；若a和b为同一个过零点，则该端信号以此过零点作为首个过零点，双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，进行数据同步。本发明专利技术可以有效避开故障发生后的一些无效过零点，提高了过零点数据自同步的同步成功率。高了过零点数据自同步的同步成功率。高了过零点数据自同步的同步成功率。

【技术实现步骤摘要】
基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网故障录波数据同步
，尤其涉及一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]配电线路双端故障录波数据同步有利于准确的故障分析、电流差动保护继电器正确动作以及基于双端同步数据的故障测距的准确性，对电网正常运行有着重要意义。
[0004]线路发生短路故障时，双端录波器流过的故障电流不同，基于相电流突变标记的启动时间也不同，传统数据自同步以此启动时间作为基准来进行双端数据同步忽略了启动时间误差，导致同步精度降低。由双端录波数据故障时刻前第一个过零点为参考进行数据同步对齐可以做到线路两端故障录波数据同步误差小于一个数据采样周期。
[0005]因此准确识别输电线路两端故障录波数据的故障前第一个过零点，以其作为双端数据同步基准，进行波形对齐，可有效提高双端数据同步的精度。
[0006]现有技术中，对于故障前首个过零点的识别，使用的方法是首先以保护启动元件启动时刻为起点，向前寻找过零点；但是，故障发生后由于幅值变化或者信号高频振荡等，可能会引起一些无效过零点；为了筛除真实故障时刻与保护启动元件启动时刻之间的无效过零点，需要根据配电线路两端故障电流幅值与过零点斜率的正负相结合，从而筛除掉无效过零点。这种方法使用时需要通过配电线路两端信号相互配合，同时结合无效过零点筛除判据，对无效过零点进行频繁筛除，在面对较为复杂的故障环境时，存在无效过零点筛除失败的可能，进而可能影响首个过零点的识别准确率。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法及系统，利用录波信号故障发生时信号幅值和点斜率的变化两个判据互相验证，来确定故障发生时刻所处的过零点区间，可以准确地识别到故障发生前的第一个过零点；双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，实现数据同步对齐。
[0008]在一些实施方式中，采用如下技术方案：一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法，包括：获取单端故障录波数据中所有的过零点；基于以每一个过零点为起点的设定长度的信号，计算每段信号的有效值，以及每段信号内所有点的斜率平方和；将每段信号的有效值与第一段信号的有效值做差，记为每段有效值差；将每段信号所有点的斜率平方和与第一段信号所有点的斜率平方和做差，记为每段斜率平方和差；若存在连续两段有效值差大于设定的第一系数，记前一段有效值差对应的过零点为a；若存在连续两段斜率平方和差大于设定的第二系数，记前一段斜率平方和差对应的过
零点为b；若a和b为同一个过零点，则该端信号以此过零点作为首个过零点；否则，修改第一系数和/或第二系数，直至满足a和b为同一个过零点；双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，进行数据同步。
[0009]作为进一步的方案，修改第一系数和/或第二系数，直至满足a和b为同一个过零点，具体过程为：
①
减小第一系数的值，判断第一系数是否大于零；若是，进入
②
；否则，进入
③
；
②
基于修改后的第一系数重新寻找过零点a，若存在新的a和b为同一个过零点，则该过零点为首个过零点；若不存在，返回
①
；
③
减小第二系数，基于修改后的第二系数重新寻找过零点b，判断新的b与最后一次修改的第一系数寻找到的过零点a是否为同一过零点；若是，则该过零点为首个过零点；若否，重复
③
，直至满足a和b为同一个过零点。
[0010]基于每一端的故障录波数据，得到该端的首个过零点；双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，进行数据同步。
[0011]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步系统，包括：数据获取模块，用于获取单端故障录波数据中所有的过零点；基于以每一个过零点为起点的设定长度的信号，计算每段信号的有效值，以及每段信号内所有点的斜率平方和；数据计算模块，用于将每段信号的有效值与第一段信号的有效值做差，记为每段有效值差；将每段信号所有点的斜率平方和与第一段信号所有点的斜率平方和做差，记为每段斜率平方和差；首个过零点判断模块，用于在存在连续两段有效值差大于设定的第一系数时，记前一段有效值差对应的过零点为a；在存在连续两段斜率平方和差大于设定的第二系数时，记前一段斜率平方和差对应的过零点为b；若a和b为同一个过零点，则该端信号以此过零点作为首个过零点；否则，修改第一系数和/或第二系数，直至满足a和b为同一个过零点；数据同步模块，用于双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，进行数据同步。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术利用录波信号故障发生时信号幅值、点斜率的变化两个判据互相验证，来确定故障发生时刻所处的过零点区间，可以准确地识别到故障发生前的第一个过零点。本专利技术方法能够直接准确的找到第一个过零点，可以有效避开故障发生后由于幅值变化、信号高频振荡引起的一些无效过零点，提高了过零点数据自同步的同步成功率。
[0013]本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例中基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法流程图；
图2为本专利技术实施例中110kV输电线路发生两相短路故障时负荷侧录波数据图；图3为本专利技术实施例中各段信号有效值示意图；图4为本专利技术实施例中各段信号各点斜率平方和示意图；图5为本专利技术实施例中各段信号有效值差示意图；图6为本专利技术实施例中各段信号各点斜率平方和差示意图。
具体实施方式
[0015]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0016]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0017]实施例一一般地，由于故障发生时常常伴随信号的突变，以故障前第一个过零点为起点的半个工频周期长度的信号中，存在斜率变化较大的点，此段信号各采样点斜率平方和相较于非故障段半个工频周期信号的各采样点斜率平方和具有较大的变化，因此，可以通过斜率平方和差寻找故障前第一个过零点，由于各采样点斜率平方和故障前后变化较大，因此这种方式寻找到的第一个过零点正确率较高；但是，也可能会存在一定的偏差。
[0018]另外，故障发生时，负荷侧故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法，其特征在于，包括：获取单端故障录波数据中所有的过零点；基于以每一个过零点为起点的设定长度的信号，计算每段信号的有效值，以及每段信号内所有点的斜率平方和；将每段信号的有效值与第一段信号的有效值做差，记为每段有效值差；将每段信号所有点的斜率平方和与第一段信号所有点的斜率平方和做差，记为每段斜率平方和差；若存在连续两段有效值差大于设定的第一系数，记前一段有效值差对应的过零点为a；若存在连续两段斜率平方和差大于设定的第二系数，记前一段斜率平方和差对应的过零点为b；若a和b为同一个过零点，则单端信号以此过零点作为首个过零点；否则，修改第一系数和/或第二系数，直至满足a和b为同一个过零点；双端信号分别以各自得到的首个过零点为同步基准，进行数据同步。2.如权利要求1所述的一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法，其特征在于，修改第一系数和/或第二系数，直至满足a和b为同一个过零点，具体过程为：
①
减小第一系数的值，判断第一系数是否大于零；若是，进入
②
；否则，进入
③
；
②
基于修改后的第一系数重新寻找过零点a，若存在新的a和b为同一个过零点，则该过零点为首个过零点；若不存在，返回
①
；
③
减小第二系数，基于修改后的第二系数重新寻找过零点b，判断新的b与最后一次修改的第一系数寻找到的过零点a是否为同一过零点；若是，则该过零点为首个过零点；若否，重复
③
，直至满足a和b为同一个过零点。3.如权利要求1所述的一种基于首个过零点识别的双端故障录波数据同步方法，其特征在于，计算每段信号的有效值，具体为：其中，N为第n段信号中采样点的个数；为采样点k处的电流值；为第n段信号的有效值。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥波，王森，高芳，梁伟，扈佃爱，杜善慧，张文轩，刘玲，于海洋，钟燕，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：